Microsoft Word - Zegarmistrz_731[05]_O1.05

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ

Mirosław Kroma

Wykonywanie wybranych części mechanizmów
zegarowych 731[05].O1.05

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2006

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:
mgr inż. Śmigielski Grzegorz
mgr inż. Bartosik Krzysztof

Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Kroma Mirosław

Konsultacja:
mgr inż. Zych Andrzej

Korekta:

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 731[05].O1.05.
Wykonywanie wybranych części mechanizmów zegarowych zawartego w programie
nauczania dla zawodu zegarmistrz.

Wydawca:

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2 Wymagania

wstępne 5

3. Cele

kształcenia 6

4. Materiał nauczania

4.1 Wykonywanie

części mechanizmu zegarowego

z zastosowaniem obróbki wiórowej

4.1.1.

Materiał nauczania

4.1.2.

Pytania

sprawdzające 31

4.1.3.

Ćwiczenia 31

4.1.4.

Sprawdzian

postępów 37

4.2. Wykonywanie

części mechanizmu zegarowego

z zastosowaniem obróbki ściernej

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające 41

4.2.3. Ćwiczenia 41

4.2.4. Sprawdzian postępów 43

4.3. Wykonywanie

części mechanizmu zegarowego

z zastosowaniem obróbki cieplnej

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające 48

4.3.3. Ćwiczenia 48

4.3.4.

Sprawdzian

postępów 51

5. Sprawdzian

osiągnięć 52

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w opanowaniu umiejętności wykonywania wybranych

części mechanizmów zegarowych.

Poradnik zawiera materiał nauczania składający się z 3 tematów, są to: Wykonywanie

części mechanizmu zegarowego z zastosowaniem obróbki wiórowej, Wykonywanie części
mechanizmu zegarowego z zastosowaniem obróbki ściernej, Wykonywanie części
mechanizmu zegarowego z zastosowaniem obróbki cieplnej.

Temat „Wykonywanie części mechanizmu zegarowego z zastosowaniem obróbki

wiórowej” pomoże Ci zapoznać się z podstawowymi technikami mechanicznej obróbki
wiórowej materiałów, ponadto pomoże Ci ukształtować umiejętności konieczne do
stosowania właściwych metod i technik mechanicznej obróbki wiórowej różnych materiałów.

Temat „Wykonywanie części mechanizmu zegarowego z zastosowaniem obróbki

ściernej” pomoże Ci zapoznać się z podstawowymi technikami obróbki ściernej materiałów,
ponadto pomoże Ci ukształtować umiejętności konieczne do stosowania właściwych technik
obróbki ściernej różnych materiałów.

Temat „Wykonywanie części mechanizmu zegarowego z zastosowaniem obróbki

cieplnej” pomoże Ci zapoznać się z podstawowymi technikami obróbki cieplnej materiałów,
ponadto pomoże Ci ukształtować umiejętności konieczne do stosowania właściwych technik
obróbki cieplnej różnych materiałów.

Poradnik ten posiada następującą strukturę:

1) Wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności i wiedzy, które powinieneś

mieć opanowane, aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej.

2) Cele kształcenia tej jednostki modułowej.
3) Materiał nauczania (rozdział 4) umożliwia samodzielne przygotowanie się do wykonania

ćwiczeń. Materiał nauczania obejmuje:

−

informacje, opisy, tabele, rysunki z danego tematu,

−

pytania sprawdzające wiedzę potrzebną do wykonania ćwiczeń,

−

zestaw ćwiczeń,

−

sprawdzian postępów.

4) Sprawdzian osiągnięć zawierający zestaw zadań testowych z zakresu całej jednostki
modułowej.

Jeżeli masz trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, to poproś nauczyciela lub

instruktora o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną czynność.
Po przerobieniu materiału spróbuj zaliczyć sprawdzian z zakresu jednostki modułowej.

W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów

bezpieczeństwa i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpożarowych, wynikających z rodzaju
wykonywanych prac. wymagania te poznasz podczas trwania nauki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych w module 731[05].Z1

MODUŁ 731[05].O1

Techniczne podstawy zawodu zegarmistrza

731(05].O1. 01

Stosowanie przepisów bezpieczeństwa i higieny

pracy, ochrony przeciwpożarowej i ochrony

środowiska

731(05].O1. 02

Posługiwanie się dokumentacją techniczną

731[05].O1.03

Rozpoznawanie podstawowych materiałów

stosowanych w zegarmistrzostwie

731[05].O1.04

Wykonywanie wybranych prac z zakresu obróbki

ściernej i wiórowej

731[05].O1.05

Wykonywanie wybranych części mechanizmów

zegarowych

731[05].O1.06

Identyfikowanie wyrobów zegarmistrzowskich

731(05].O1. 07

Magazynowanie i transportowanie mechanizmów

zegarowych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

analizować zjawiska fizyczne,

−

poszukiwać informacji w różnych źródłach,

−

analizować pozyskane informacje,

−

dokumentować informacje,

−

przeprowadzać proste rozumowania logiczne,

−

przeprowadzać proste działania matematyczne,

−

interpretować związki wyrażone za pomocą wzorów, tabel, wykresów,

−

odczytać dokumentację techniczną,

−

wykonywać proste operacje obróbki wiórowej i ściernej,

−

wykonywać pomiary warsztatowe,

−

dobrać sposoby ochrony metali przed korozją,

−

prezentować skutki własnych działań,

−

obsługiwać komputer osobisty (PC) w stopniu podstawowym,

−

stosować BHP, ppoż. i ochrony środowiska podczas wytwarzania prostych części
mechanizmów zegarowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

scharakteryzować techniki wytwarzania części mechanizmów zegarowych,

−

dobrać narzędzia, sprzęt i urządzenia do określonej pracy,

−

określić ilość materiału potrzebnego do wykonania określonej części mechanizmu
zegarowego,

−

zastosować narzędzia sprzęt i urządzenia, zgodnie z przeznaczeniem,

−

wykonać cześć mechanizmu zegarowego stosując obróbkę wiórową,

−

wykonać cześć mechanizmu zegarowego stosując obróbkę ścierną,

−

wykonać cześć mechanizmu zegarowego stosując złożoną technologię obróbki,
z uwzględnieniem obróbki cieplnej,

−

dokonać kontroli wybranych części mechanizmu zegarowego,

−

zastosować BHP, ppoż. i ochrony środowiska podczas wytwarzania prostych części
mechanizmów zegarowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Wykonywanie części mechanizmu zegarowego

z zastosowaniem obróbki wiórowej

4.1.1. Materiał nauczania

W celu jednoznacznego opisania procesów skrawania, szczególnie podczas obróbki

mechanicznej (wiercenie, toczenie lub frezowanie), wprowadzone zostały i nazwane pewne
wielkości technologiczne charakteryzujące ten proces. Te wielkości to tzw. parametry
skrawania. Do parametrów związanych z wykonywaniem części podzespołów
– technologicznych parametrów skrawania, należą: szybkość skrawania – oznaczana literą
v – jest szybkość ruchu skrawania narzędzia (wiercenie) lub przedmiotu (toczenie) w trakcie
obróbki. Szybkość skrawania dobierana jest z katalogów producenta narzędzi, tablic lub
literatury, w zależności od materiału ostrza skrawającego i twardości materiału obrabianego
(czynniki mające decydujący wpływ na szybkość skrawania), w przypadku obróbki wiórowej
wyrażana jest w m/min (metry na minutę).

TABELA 1

V = Πdn/1000

gdzie:
d- średnica narzędzia lub przedmiotu obrabianego wyrażona w mm
n – ilość obrotów na minutę
1000 – przelicznik mm w średnicy na metry w prędkości

Posuw – oznaczany literą p – jest to prędkość przesuwu narzędzia podczas obróbki

(np.: wiertła podczas wiercenia), wyrażona podczas wiercenia i toczenia w mm/obr
(milimetry na obrót), podczas frezowania mm/min (milimetry na minutę). Głębokość
skrawania – oznaczana literą g – jest to w milimetrach wyrażona wartość zagłębienia ostrza
skrawającego w materiale lub też odległość pomiędzy powierzchnią obrobioną i obrabianą.
Podczas wiercenia wynosi połowę średnicy wiertła. Głębokość skrawania wyraża się w mm.

Toczenie należy do najbardziej rozpowszechnionych sposobów obróbki wiórowej

(obróbki skrawaniem). Toczenie polega na usuwaniu z przedmiotu obrabianego kolejnych
warstw materiału za pomocą narzędzia noża tokarskiego. Podczas toczenia przedmiot
obrabiany wykonuje ruch obrotowy – główny ruch skrawania, narzędzie zaś ruch
kształtowania – ruch posuwowy. Ruch posuwowy może być równoległy do osi obrotu
przedmiotu (podczas toczenia wzdłużnego), prostopadły - podczas toczenia poprzecznego lub
kierunku przecinającym się z osią obrotu – podczas obróbki stożków. Jeżeli ruchem
posuwowym noża steruje się za pomocą wzornika proces obróbki nosi nazwę toczenia
kopiowego.

Toczenie przeprowadza się na obrabiarkach zwanych tokarkami. Tokarka to obrabiarka

skrawająca przeznaczona głównie do toczenia, umożliwia jednak wykonywanie innych
operacji, np. obróbki otworów, operacji wykańczających (np.: radełkowania) i innych.
W zawodzie zegarmistrza ze względu na wielkość wykonywanych elementów możliwe jest
wykonywanie na tokarce - przy zastosowaniu odpowiednich przystawek innych obróbek
np.: frezowania i szlifowania.

Widok tokarki uniwersalnej przedstawia rysunek (rys. 1). Budowa tokarki uniwersalnej

oparta jest na łożu 1, wyposażonym w prowadnice 2, na których znajduje się wrzeciennik
3, oraz umieszczony na przeciwległym końcu konik 4. Z boku łoża znajduje się śruba
pociągowa 5, wałek pociągowy 6, zębatka 7, oraz skrzynka posuwów 8, napędzająca suport.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 1. Budowa tokarki uniwersalnej [4, s 234].

Na prowadnicach łoża przesuwają się sanie wzdłużne suportu 9, połączone ze skrzynka

suportową 10. Dźwignia 11 służy do włączania posuwu suportu. Na saniach wzdłużnych
umieszczone są sanie poprzeczne 12, a na nich obrotnica 13 – służąca do ustawienia pod
dowolnym kątem sań narzędziowych 14, wyposażonych w imak narzędziowy 15, służący do
mocowania narzędzi. Wrzeciennik zawiera mechanizmy przenoszące napęd na wrzeciono
tokarki. Na wrzecionie osadzony jest uchwyt tokarski 17, wyposażony w szczęki 18.
Naprzeciw uchwytu tokarskiego znajduje się konik 4, w którym osadza się kieł obrotowy
– służący do podtrzymywania długich przedmiotów, lub osadza się narzędzia służące do
obróbki otworów. W dolnej części  łoża osadzona jest metalowa wanna 16, poniżej
w podstawie łoża zamontowane są elementy napędowe tokarki. Napęd z silnika poprzez
przekładnie 21 przenoszony jest do wrzeciennika 3 i do skrzynki posuwów 8. Załączanie
i wyłączanie oraz sterowanie kierunkiem obrotów zapewniają dźwignia 26 i wałek 25. Do po
podawanie cieczy obróbczej podczas pracy tokarki służy pompa 22. Bezpieczeństwo obsługi
tokarki podnoszą osłony przekładni 23 i 24.
Rysunek 1 przedstawia budowę typowej tokarki. Różnice stanowić może zabudowane na
maszynie oprzyrządowanie np.: uchwyt tokarski samocentrujący trójszczękowy, tarcza
tokarska, osadzony we wrzecionie kieł stały lub narzędzia osadzone w koniku. Tokarki mogą
ponadto różnić się wielkością, mogą być specjalne lub specjalizowane. W zawodzie
zegarmistrza najczęściej wykorzystywane są tokarki TSA 10

Najbardziej typowym i najczęściej stosowanym narzędziem podczas toczenia jest nóż

tokarski. Nóż tokarski (rys. 2) składa się z części chwytowej i roboczej.

Rys. 2. Budowa noża tokarskiego:

a) cześć robocza, b) część chwytowa [4, s 228].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Część chwytowa narzędzia służy do ustalenia narzędzia względem imaka narzędziowego

i zamocowania narzędzia, wykonana jest najczęściej z materiału konstrukcyjnego. Część
robocza obejmuje elementy konstrukcyjne narzędzia związane z jego pracą jest wykonana
z materiału narzędziowego (np.: stal szybkotnąca lub węglik spiekany) lub z materiału
konstrukcyjnego – wtedy z materiału narzędziowego wykonane jest tylko ostrze. Elementy
części roboczej narzędzia przedstawia rysunek (rys. 3).

Rys. 4. Elementy części roboczej noża tokarskiego [4, s 228].

Podstawowe elementy części roboczej noża tokarskiego to: powierzchnia natarcia – jest

to powierzchnia po której spływa wiór oddzielany od przedmiotu obrabianego. Powierzchnia
ta przejmuje cały nacisk spływającego wióra oraz znaczną ilość wydzielanego podczas
obróbki ciepła. Powierzchnia przyłożenia - (główna i pomocnicza) – są to powierzchnie noża
tokarskiego zwrócone podczas pracy noża do powierzchni skrawania (główna pow.
przyłożenia) i do powierzchni obrabianej (pomocnicza pow. przyłożenia). Krawędź
skrawająca – stanowi linię przecięcia powierzchni natarcia i przyłożenia. Wierzchołek noża
– jest to punkt przecięcia się głównej krawędzi skrawającej i pomocniczej.

Powierzchnia natarcia i przyłożenia mogą w różnych narzędziach przybierać różne

kształty. Powierzchnie tworzące część roboczą noża są pochylone względem siebie pod
pewnymi kątami. Zwymiarowanie tych kątów wymaga wprowadzenia tzw. układu
odniesienia zapewniającego jednoznaczne ich określenie. Główne kąty noża są określane jako
kąty pomiędzy określonymi powierzchniami noża.

Kąt przyłożenia – (oznaczany α) – jest to kąt zawarty pomiędzy prostą prostopadłą do

płaszczyzny podstawowej noża i powierzchnią przyłożenia.

Kąt natarcia – (oznaczany γ) – jest to kąt zawarty pomiędzy prostą poziomą przechodzącą

przez krawędź skrawającą noża i powierzchnią natarcia.

Kąt przystawienia – (oznaczany χ) – jest to kąt zawarty pomiędzy prostą wskazującą

kierunek ruchu posuwowego i rzutem głównej krawędzi skrawającej na płaszczyznę
podstawy noża.

Pomocniczy kąt przystawienia – (oznaczany χ’) – jest to kąt zawarty pomiędzy prostą

wskazującą kierunek ruchu posuwowego i rzutem pomocniczej krawędzi skrawającej na
płaszczyznę podstawy noża.

Kąt ostrza – (oznaczany β) – jest to kąt zawarty pomiędzy powierzchnią przyłożenia

i powierzchnią natarcia.

Kąt skrawania – (oznaczany δ) – jest to kąt będący sumą kątów przyłożenia i ostrza.
Kąt naroża – (oznaczany ε) – jest to kąt zawarty pomiędzy rzutami głównej

i pomocniczej krawędzi skrawającej na płaszczyznę podstawy noża.

Kąt pochylenia głównej krawędzi skrawającej – (oznaczany λ) – jest definiowany jako:

ujemny – gdy wierzchołek noża jest najniższym punktem krawędzi skrawającej, dodatni

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

– gdy wierzchołek noża jest najwyższym punktem krawędzi skrawającej, zerowy – gdy
krawędź skrawająca jest równoległa do podstawy noża.

Podstawowe kąty w nożu tokarskim przedstawia rysunek (rys. 4).

Oznaczenie katów :

– kąt przyłożenia,

– pomocniczy kąt przyłożenia,

– przejściowy kąt przyłożenia,

– kąt natarcia,

’-

przejściowy kąt przystawienia

pozostałe kąty – patrz tekst

Rys. 4. Geometria ostrza noża tokarskiego [1, s 37].

Wartości kątów noża tokarskiego mają zasadniczy wpływ na proces obróbczy, jakość

powierzchni przedmiotu obrabianego, trwałość ostrza i ekonomię procesu toczenia.
Poszczególne kąty wpływają na różne aspekty procesu.

Kąt przystawienia – Przy dużych wartościach kąta przystawienia otrzymuje się po

obróbce dużą chropowatość, zmniejszając wartość tego kąta poprawia się jakość powierzchni,
jednak spadkowi chropowatości towarzyszy wzrost oporów skrawania i drgania. Zalecany
zakres χ = 30˚ - 90˚.

Pomocniczy kąt przystawienia – zadaniem tego kąta jest zmniejszenie chropowatości

powierzchni. Zalecany zakres χ’ = 5˚- 15˚.

Kąt przyłożenia – zadaniem tego kąta jest zmniejszenie tarcia pomiędzy przedmiotem

obrabianym a powierzchnią przyłożenia noża oraz zwiększenie trwałości ostrza. Ze
zwiększeniem tego kąta zmniejsza się zużycie noża (na skutek zmniejszenia tarcia), zwiększa
się trwałość ostrza ale maleje wytrzymałość (zmniejszenie pola przekroju ostrza). Zalecany
zakres α = 6˚ - 15˚. Uwaga kąt ten nie może być ujemny.

Kąt natarcia – od wartości tego kąta zależy wielkość odkształceń jakim podlega wiór. Im

większy kąt tym mniejsze odkształcenia wióra, i tym mniejsze odkształcenia i obciążenia
cieplne noża. Jednak duże wartości kąta osłabiają jego wytrzymałość. Zalecany zakres
γ = -20˚ do +15˚ Zalecany zakres α = 6˚- 15˚. Kąt ten może być ujemny.

Kąt pochylenia głównej krawędzi skrawającej – od wartości tego kąta zależy kierunek

spływu wiórów oraz podczas toczenia przerywanego stopniowe wcinanie się ostrza
w materiał obrabiany. Zalecany zakres λ =-30˚ do +25˚. Podczas toczenia przerywanego
zalecane są kąty o mniejszej wartości.

Podczas uzbrajania tokarki należy pamiętać o ustawieniu wierzchołka narzędzia

w osi obrabiarki. Ustawienie, dla toczenia zewnętrznego, noża powyżej osi zmniejsza kąt
przyłożenia a zwiększa kąt natarcia, ustawiając nóż poniżej zmiany są przeciwne. Podobne
zmiany zachodzą podczas toczenia powierzchni wewnętrznej (otworów) – ustawienie noża
poniżej osi zmniejsza kąt przyłożenia a zwiększa kąt natarcia, powyżej osi odwrotnie.
Wszystkie omawiane kąty ostrza definiowane w układzie stworzonym przez samo narzędzie
charakteryzują się wartościami określonymi jako zalecane lub optymalne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wzniesienia i wgłębienia powierzchni rzeczywistej względem idealnej powierzchni

nazywane są ogólnie nierównościami. Drobne nierówności o małych odstępach miedzy
wierzchołkami nazywamy chropowatością powierzchni. Chropowatość powierzchni określa
się zgodnie z PN/M-04251. Parametrami chropowatości powierzchni są: Ra i Rz. Parametr
Ra – to średnia odległość pięciu najwyżej położonych wierzchołków od pięciu najniżej
położonych punktów wgłębień na określonym odcinku pomiarowym. Parametr Ra – to
średnie arytmetyczne odchylenie profilu rzeczywistego od linii średniej na określonej
długości pomiarowej. Im mniejsze wartości podanych parametrów tym powierzchnia
wykonanego elementu jest gładsza. Dopuszczalną chropowatość powierzchni podaje się
w mikrometrach (

µm) i umieszcza się na rysunkach wykonawczych. Do pomiaru

chropowatości powierzchni stosuje się gładkościomierze, profilometry i profilografy. Przy
dużym doświadczeniu chropowatość powierzchni można określić wzrokowo porównując
uzyskaną w procesie obróbki powierzchnię ze specjalnymi wzorcami chropowatości.

Na chropowatość powierzchni ma wypływ wiele czynników zależnych od narzędzia,

obrabiarki i pracownika. Najważniejsze (i mierzalne) to geometria ostrza narzędzia
skrawającego i wartość posuwu (a w zasadzie stosunek posuwu do prędkości skrawania).

Wpływ geometrii ostrza przedstawia rysunek (rys. 5).

Rys. 5. Nierówności powierzchni przy toczeniu nożem:

a) z ostrym wierzchołkiem, b) z wierzchołkiem zaokrąglonym promieniem r [5, s 166].

Decydujące o jakości powierzchni kąty to główny i pomocniczy kąt przystawienia

(χ i χ’).

TABELA 2

gdzie:
R

– teoretyczna wysokość nierówności w mm

p – zastosowany podczas obróbki posuw w mm/ obr
χ i χ’ – główny i pomocniczy kat przystawienia noża
(w układzie roboczym – indeks r)

Noże tokarskie z dużym promieniem, wykorzystuje się w zawodzie zegarmistrza, bardzo

rzadko – w pracy tej nie zamieszczono wzoru określającego teoretyczną wysokość
nierówności podczas toczenia takim nożem.

Stosowane powszechnie noże tokarskie różnią się wzajemnie rodzajem materiału ostrza,

położeniem krawędzi skrawającej ostrza, kształtem części roboczej, sposobem mocowania

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

oraz sposobem wykonania. Współczesne noże tokarskie, to głównie konstrukcje oprawkowe
(rys 6a). Cześć skrawająca wykonana z węglika spiekanego lub materiałów ceramicznych jest
elementem wymiennym, jednorazowym (rys. 5b).

wymienna płytka uniwersalna do obróbki stali , stali

nierdzewnej i żeliwa

WNMG 060408 TP200

Rys. 5. Nóż tokarski oprawkowy:

a) widok ogólny, b) widok wymiennego ostrza (płytki skrawającej).

W celu zwiększenia trwałości ostrza (a raczej żywotności) materiał ostrza pokrywa się

różnymi warstwami tworząc ostrze kompozytowe. Ponieważ, trudno przedstawić wszystkie
typy oprawek i kształtek stanowiących ostrza, ponieważ powszechnie spotykane są również
tradycyjne noże tokarskie, na rysunku (rys. 6), przedstawione są noże tokarskie imakowe
ujęte w PN-75/M-58352. Rysunek (rys. 6) ma ułatwić dobór właściwego noża (najlepiej
oprawkowego) do wykonania określonych zadań szkoleniowych.

Rys. 6. Noże tokarskie ogólnego przeznaczenia (znormalizowane) [1, s 97].

Na rysunku zamieszczone zostały noże tokarskie imakowe typu:

a)  zdzierak prosty prawy (NNZa),
b)  oraz m) zdzierak wygięty prawy (NNZc),
c)  oraz d) zdzierak szpiczasty (NNPe),
e)  wykańczak boczny wygięty (NNBd),
f)  wykańczak szeroki (NNPd),
g)  wykańczak boczny prawy (NNBe),
h)  przecinak odsadzony prawy (NNPa),
i)  wytaczak do otworów przelotowych (NNWa),
k)  wytaczak do otworów nieprzelotowych (NNWb),
l)  wytaczak hakowy (NNWc).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Podział noży na zdzieraki i wykańczaki jest podziałem wynikającym z doboru noża do

typu obróbki. Nóż zdzierak powinien umożliwić usuwanie dużego naddatku obróbczego,
powinien być wytrzymały i sztywny, wykańczak powinien gwarantować uzyskanie
dokładności wymiarowej i dokładności powierzchni. Ze względu na kierunek pracy noże
mogą być prawe – pracujące w kierunku wrzeciona i lewe pracujące w kierunku konika.
W przypadku imaka narzędziowego zaosiowego odwrotnie (rys. 7).

Rys. 7. Noże lewe i prawe [4, s 231].

Część chwytowa narzędzia służy do ustalenia narzędzia względem imaka narzędziowego

i zamocowania narzędzia, wykonana jest najczęściej z materiału konstrukcyjnego. Elementy
ostrza noża wykonane są ze stali narzędziowej szybkotnącej (na bazie wolframu
np.: SW 18, kobaltu np.: SK5), węglików spiekanych, ceramiki (na bazie tlenku glinu lub
węglika krzemu) oraz materiałów kompozytowych (podstawowym materiałem ostrza jest
węglik spiekany lub stal szybkotnąca). Materiały kompozytowe to osiągnięcie technologii
narzędziowej z ostatnich lat.

Ogólna zasadę pracy noża tokarskiego obrazuje rysunek (rys. 8). Toczony przedmiot

wykonuje ruch obrotowy, nóż porusza się ruchem prostoliniowym. Ruchy te są jednoczesne.
W efekcie powstaje ruch względny narzędzia, po torze śrubowym w przypadku toczenia
wzdłużnego ( powierzchni zewnętrznej obrotowej wałka, osi) lub ruch po torze spiralnym
w przypadku toczenia poprzecznego (np.: planowanie powierzchni czołowej).

Rys. 8. Zasada toczenia [4, s 227].

Wszystkie inne ruchu związane z ustaleniem położenia narzędzia w stosunku do

przedmiotu obrabianego nazywamy ruchami pomocniczymi. W wyniku tych ruchów powstaje
powierzchnia obrobiona (rys. 8).

Podczas toczenia narzędzia obróbcze (noże tokarskie) mocuje się w imaku

narzędziowym. Imak, najczęściej jest podzespołem obrabiarki. Imaki mogą być jednonożowe

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

i wielonożowe, jedno i wielopozycyjne. Na rysunku (rys. 9) pokazano przykłady imaków
jednonożowych (rys. 9a i b) oraz imak wielonożowy (rys. 9c).

Rys. 9. Imak narzędziowy:

a) i b) jednonożowy, c) imak wielonożowy [4, s 239].

Nóż tokarski powinien zamocowany zostać w sposób pewny i wystarczająco sztywny.

Nóż nie powinien podczas pracy nadmiernie się odkształcać oraz wykazywać minimalną
skłonność do drgań. Ustając pozycję noża należy pamiętać, o jego prawidłowym
zamocowaniu. Maksymalne wysunięcie nie powinno przekraczać półtora jego wysokości
(L < 1,5xH) (rys. 10).

Rys. 10. Wymiary ustawcze noża w imaku narzędziowym.

Należy również zwrócić szczególną uwagę by na całej długości toczenia wierzchołek

noża znajdował się dokładnie na wysokości osi wrzeciona tokarki (rys. 11).

Rys. 11. Linia wyznaczająca położenia wierzchołka noża tokarskiego na długości toczenia (L) [4, s 234].

Oprócz imaka narzędziowego, podczas toczenia możliwe jest wykorzystanie tulei konika

do mocowania innych narzędzi (rys. 12). W koniku tokarki mocowane są narzędzia do
obróbki otworów podczas wiercenia, rozwiercania i gwintowania. Podczas gwintowania
możliwe jest zamocowanie oprawki zarówno do gwintowania narzynką jak i gwintownikiem.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 12. Mocowanie narzędzi w tulei konika tokarki:

a) mocowanie narzędzi w uchwycie wiertarskim, b) mocowanie narzędzi z chwytem stożkowym,

c) odmocowanie narzędzia z chwytem stożkowym [4, s 70].

Do zamocowania wierteł z chwytem stożkowym, podczas obróbki na tokarce, stosowane

są uchwyty trójszczękowe – takie ja podczas wiercenia na wiertarce (rys. 12a) mocowanie
narzędzi odbywa się w identyczny sposób. Podczas mocowania narzędzi z chwytem
stożkowym mocowanie odbywa się wprost w gnieździe konika (rys. 12b – szkic górny). Gdy
wielkości stożków są różne mocowanie odbywa się za pośrednictwem tulei redukcyjnej
(rys. 12b – szkic dolny) w uzasadnionym przypadku należy użyć dwóch tulei osadzonych
jedna w drugą. Przed zamocowaniem narzędzia należy gniazdo i chwyt oczyścić. Narzędzie
należy ostrożnie wprowadzić częścią chwytową w gniazdo stożkowe i silnym ruchem
docisnąć do gniazda. Narzędzie zamocowane jest siłą wzajemnego tarcia, a właściwą pozycję
zapewnia stożkowy kształt chwytu. Stosując tuleję redukcyjną, należy najpierw osadzić
narzędzie w tulei (lub w tulejach), a następnie całość w tulei konika. Wadą tego zamocowania
jest niewielka odporność na występujące podczas obróbki drgania. W celu demontażu
połączenia należy zastosować specjalny klin, wsuwając go w specjalnie wykonane gniazdo
i pobijając go młotkiem (rys. 12c) w kierunku oznaczonym strzałką.

Noże tokarskie do obróbki otworów – wytaczaki mocuje się w imaku narzędziowym.

Należy zachować podczas obróbki szczególną ostrożność z powodu znacznej (nierzadko)
długości tych noży, w tym przypadku utrzymanie wymogów L < 1,5xH jest niemożliwe.

Podczas obróbki przedmioty obrabiane mocuje się wykorzystując: uchwyty tokarskie

samocentrujące, tarcze zabierakowe zabieraki i kły oraz (w zawodzie zegarmistrza
sporadycznie) tarcze tokarskie i podtrzymki. Uchwyty tokarskie (rys. 13) służą do szybkiego
mocowania przedmiotu. Przedmiot mocowany jest za powierzchnię zewnętrzną, zalecane by
powierzchnia ta była wcześniej obrobiona.

Rys. 13. Uchwyt tokarski:

a) widok ogólny, b) budowa uchwytu [4, s 241].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Mocowanie w uchwycie polega na umieszczeniu mocowanego elementu pomiędzy

szczękami uchwytu i zaciśnięciu szczęk przy pomocy klucza (rys. 13b).

W przypadku powierzchni nieobrobionej należy, wybrać (o ile to możliwe) powierzchnię

o największej dokładności i jednocześnie taką, by po przemocowaniu możliwe było uzyskanie
prawidłowych wymiarów i dokładności powierzchni. Podczas obróbki należy pamiętać, że
każda zmiana mocowania powoduje błędy obróbki szczególnie podczas obróbki małych

Rys. 14. Mocowanie przedmiotu obrabianego w uchwycie samocentrującym [1, s 67].

elementów – głównie obrabianych w zawodzie zegarmistrza. Dokładność obróbki przy tym
mocowaniu zależy od dokładności uchwytu, jego stopnia zużycia. W przypadku elementów
długich lub wystających z uchwytu ponad 3d (trzy średnice), należy zastosować kieł (rys. 14
nr 3) do podparcia końca obrabianej części (rys. 14 nr 1).
W przypadku gdy wymagana jest wyższa dokładność obróbki lub gdy w procesie
wykonania elementu przewidziane są przemocowania zalecana jest obróbka

z wykorzystaniem kłów (rys. 15). Przedmiot obrabiany (1) zamocowany jest w kłach,
nieobrotowym (5) i obrotowym (6). Napęd przenoszony jest na zabierak (4) z tarczy
zabierakowej (2) przy pomocy palca (3).

Rys. 15. Mocowanie przedmiotu obrabianego w kłach [4, s 241].

Podczas toczenia, w przypadku ugięcia przedmiotu obrabianego należy zastosować

podtrzymkę (sprawdź w Poradniku Tokarza).

Przed przystąpieniem do obróbki przedmiot obrabiany należy zamocować (w sposób

umożliwiający obróbkę). Jeżeli podczas obróbki do mocowania zastosowane będą kły, to
wcześniej należy wykonać nakiełki (rys. 16).

Podczas mocowania przedmiotu w uchwycie tokarskim należy zwrócić uwagę

na ustawienie przedmiotu w osi wrzeciona. Po zamocowaniu należy dobrać właściwe
parametry skrawania (prędkość, posuw i głębokość skrawania). Toczenie wzdłużne wykonuje
się najczęściej w dwóch etapach, pierwsze toczenie nazywamy zgrubnym, drugie
wykańczającym. Podział toczenia na etapy dokonuje się ze względu na możliwości
optymalizowania każdego z etapów. Podstawowe zalety takiego podziału to: optymalny
dobór geometrii ostrza i parametrów skrawania, możliwość uzyskania właściwej dokładności

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

wymiarowej i dokładności powierzchni wyrobu, uzyskanie określonych własności jego
warstwy wierzchniej, właściwe dla obróbki kryteria zużycia ostrza i innych czynników.
Podczas toczenia zgubnego zalecane są wyższe parametry skrawania.

Rys. 16. Znormalizowane odmiany nakiełków:

a) zwykły, b) chroniony, c) łukowy [7, s 242].

Podstawowym celem tego etapu, jest przygotowanie wyrobu do obróbki wykańczającej,

którą prowadzi się (najczęściej) z wyższą wartością prędkości skrawania,
ale ze zmniejszonym posuwem i mniejszą głębokością skrawania.

Toczenie poprzeczne stosowane jest do obróbki powierzchni czołowych. Toczenie

mające na celu tylko wyrównanie powierzchni czołowej nazywa się planowaniem Podczas
toczenia poprzecznego ze stałym posuwem zarys powierzchni toczenia jest spiralny (spirala
Archimedesa). Toczenie poprzeczne powoduje obrót płaszczyzny skrawania co wywołuje
zmianę kątów ostrza. – zwiększa się kąt natarcia i jednocześnie maleje kąt przyłożenia.
Należy o tym pamiętać, w pewnych sytuacjach (np.: podczas zataczania).

Toczenie powierzchni stożkowej metodą z przesuniętym konikiem stosuje się do stożków

o małej zbieżności. Po zamocowaniu przedmiotu obrabianego w kłach, przesuwa się korpus
konika w kierunku poprzecznym o pewną (obliczoną) wartość. Zaletą metody jest możliwość
wykorzystania posuwu mechanicznego, wadą mała dokładność obróbki i trudność
precyzyjnego ustawienia konika.

Rys. 17. Toczenie stożka z przesuniętym konikiem: a) położenie kłów, b) nakiełek kulisty [7, s 108].

Znaczne przesunięcie konika może spowodować wyjście kłów z nakiełków (rys. 17a)

i opieranie się wierzchołków kłów o boczne ściany nakiełków. Sytuację może poprawić
zastosowanie kła zakończonego kulą i nakiełki kuliste (rys. 17b) podczas toczenia stożka
metodą z przesuniętym konikiem.

Metodę toczenia stożków przez skręcenie sań na obrotnicy stosuje się do stożków

krótkich (rys. 18). Wykorzystując podziałkę obrotnicy można sanie narzędziowe ustawić pod
dowolnym (z punktu widzenia wykonywanych stożków) kątem. Ruch posuwowy narzędzia
odbywa się z napędem ręcznym. Zaletą metody jest możliwość wykonywania stożków
o dowolnych kątach, łatwość ustawienia obrabiarki. Wadą metody jest możliwość
wykonywania stożków o długościach mniejszych od długości przesuwu sań narzędziowych.
Istotną wadą jest również niemożliwość wykorzystania posuwu mechanicznego, co wpływa
niekorzystnie na dokładność obróbki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 18. Toczenie stożków z zastosowaniem metody skręconych sań narzędziowych:

a) w stronę wrzeciennika, b) w stronę konika [7, s 108].

Toczenie kształtowe polega na wykonaniu elementu o skomplikowanym zarysie.

Toczenie kształtowe może być wykonywane kilkoma sposobami.

Toczenie powierzchni kształtowych nożem kształtowym polega na toczeniu

poprzecznym (najczęściej) elementu zamocowanego w uchwycie tokarskim lub kłach.
Podczas toczenia narzędziem obróbczym jest specjalny nóż tokarski. Zarys przedmiotu jest
odwzorowaniem zarysu krawędzi narzędzia.

Rys. 19. Toczenie powierzchni kształtowych z zastosowaniem noży kształtowych [4, s 232].

Zaletą metody jest prosty sposób wykonania, (ruch posuwowy realizowany jest tylko

w jednym kierunku), wadami są wysoki koszt narzędzia, mała odporność na drgania, duże
doświadczenie operatora.

Toczenie powierzchni kształtowych narzędziem jednopunktowym – polega na

jednoczesnym toczeniu powierzchni walcowej zewnętrznej i powierzchni czołowej
zewnętrznej. Zarys obrabianego przedmiotu powstaje w wyniku złożenia ruchu posuwowego
narzędzia i ruchu obrotowego bryły. Zaletą metody jest niski koszt narzędzia, wadami są
skomplikowane systemy sterowania obrabiarką (rys. 20).

Rys. 20. Toczenie powierzchni kształtowych z zastosowaniem narzędzi punktowych [4, s 232].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Obróbka otworów na tokarce obejmuje wiercenie (oraz powiercanie) otworów,

roztaczanie otworów i rozwiercanie otworów. Pogłębianie otworów w wielu przypadkach
zostało zastąpione roztaczaniem. W zakresie roztaczania otworów na tokarce wykonywane są
również rowki wewnętrzne.
Podczas wiercenia otworów na tokarce przedmiot obrabiany zamocowany jest

w uchwycie tokarskim (najczęściej) wiertło natomiast w tulei konika. W chwili rozpoczęcia
wiercenia zalecane jest nawiercenie otworu nawiertakiem (rys. 21). Mając nawiercone
wgłębienie, otwór wierci się pokręcając ręcznie napędem konika. Aby uzyskać wyższą

Rys. 21. Nawiertak do nakiełków: a) zwykłych, b) chronionych [6, s 100].

dokładność otwór należy wykonać dwuetapowo najpierw wiertłem o mniejszej średnicy,
potem wiertłem właściwym.

Wytaczanie jest obróbką otworów z wykorzystaniem noży wytaczaków. Obróbka ma na

celu uzyskanie określonej dokładności wymiarowej otworu i parametrów chropowatości lub
przygotowanie otworu do rozwiercania.

Rys. 22. Noże wytaczaki [6, s 101].

Rysunek (rys. 22) przedstawia typowe noże do obróbki otworów : rys. 22a - do otworów

przelotowych, rys. 22b - do otworów nieprzelotowych, rys. 22c – wytaczak wykańczak,
rys. 22d - do rowków wewnętrznych. W zawodzie zegarmistrza roztaczanie otworów
ze względu na wielkość otworów dotyczy tylko dużych zegarów.

Do rozwiercania otworów stosuje się rozwiertaki. Rozwiertaki wykonywane są jako

Rys. 23. Rozwiertaki stałe: a) trzpieniowe, b) nasadzane [6, s 103].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

trzpieniowe (rys. 23a) oraz nasadzane (rys. 23b szkic górny). Przygotowanie nasadzanego
rozwiertaka do pracy polega na osadzeniu jego części roboczej na specjalny trzpień (rys. 23b
szkic dolny). Rozwiertaki trzpieniowe wykonuje się dla małych średnic. Przy większych
średnicach rozwiertaki wykonuje się jako nasadzane (rys. 23b – szkic górny). Rozwiertaki
stałe, zarówno trzpieniowe jak i nasadzane wykonywane są najczęściej w tolerancji H7.

Radełkowanie polega na wytłaczaniu określonego wzoru na powierzchni specjalnym

narzędziem tzw. radełkiem (rys 24b). W zależności od przeznaczenia wzorem mogą być
rowki proste, śrubowe lub inne specjalne wzory lub ich kombinacja wynikająca ze złożenia
wzorów różnych narzędzi (rys 24a).

Rys. 24. Radełkowanie:

a) oprawka do radełek, b) typowe radełka, c) zarys radełka [6, s 131].

Radełkowanie stosowane jest gdy konieczne jest nadanie powierzchni dużej szorstkości

(np.: elementy mocujące) lub dużej estetyki (np.: pokrętła ozdobne, gałki lub uchwyty)
(rys. 25). Zarys typowego radełka przedstawia rysunek (rys. 24c).

Rys. 25. Radełkowane pochwyty [6, s 131].

Polerowanie jest obróbką wykańczającą, której zadaniem jest nadanie bardzo gładkiej

(niemal lustrzanej) powierzchni. Dla uzyskania lustrzanej powierzchni wykonuje się różne
zabiegi jeszcze przed polerowaniem. Polerowanie na tokarce (rys. 26), wykonuje się
z użyciem płótna ściernego oraz specjalnego przyrządu uniemożliwiającego trzymanie płótna
bezpośrednio ręką. W przypadku braku takiego przyrządu można naciągnąć płótno ścierne na
drewnianą listewkę.

Rys. 26. Polerowanie na tokarce [6, s130].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Frezowanie, podobnie jak toczenie należy do najbardziej rozpowszechnionych sposobów

obróbki wiórowej (obróbki skrawaniem). Frezowanie polega na usuwaniu z przedmiotu
obrabianego kolejnych warstw materiału za pomocą narzędzia freza. Obrabiarki do tego
rodzaju obróbki nazywają się frezarkami. Podczas frezowania ruch obrotowy – główny ruch
skrawania wykonuje narzędzie, przedmiot obrabiany zamocowany jest na stole frezarki
wykonuje ruch kształtowania – ruch posuwowy. Frezowanie dotyczy przedmiotów lub brył
nieobrotowych o przeważających powierzchniach płaskich.

Frezarka jest maszyną przeznaczoną do obróbki metali i tworzyw sztucznych. Wśród

frezarek wyróżnić można trzy podstawowe grupy: frezarki ogólnego przeznaczenia,
specjalizowane i specjalne.

Frezarki ogólnego przeznaczenia dzieli się na frezarki wspornikowe i bezwspornikowe.

Mogą one być poziome zwykłe, uniwersalne i pionowe. Frezarki wspornikowe stanowią
najbardziej rozpowszechnioną grupę frezarek. Widok frezarki wspornikowej przedstawia
rysunek (rys. 27). Głównymi podzespołami tej frezarki są: podstawa 1, korpus 2, belka
usztywniająca 9, i stół 4. W korpusie mieszczą się mechanizmy napędu wrzeciona i stołu
roboczego. W belce usztywniającej zamocowana jest podtrzymka 10, trzpienia frezarskiego.
Trzpień mocuje się w gnieździe 11, wrzeciona frezarki. Po prowadnicach 3, korpusu

Rys. 27. Frezarka wspornikowa [4, s 251].

przesuwa się stół 4, wsparty na śrubie 5, która zwiększa jego sztywność i służy jednocześnie
do opuszczania lub podnoszenia stołu. Wspornik ma w górnej części zamontowane
prowadnice 6 służące do przesuwania suportu poprzecznego 7. Stół roboczy może przesuwać
się prostopadle do osi wrzeciona. Frezarka napędzana jest silnikiem elektrycznym.

Frezem nazywa się narzędzie skrawające z wieloma ostrzami na powierzchni walcowej

lub czołowej, wykonujące podczas obróbki ruch obrotowy. Praca ostrza freza przypomina

Rys. 28. Porównanie ostrza freza z ostrzem noża tokarskiego [6, s 140].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

pracę noża tokarskiego (rys. 28). W praktyce geometria ostrza freza nie różni się od geometrii
odpowiadającego mu noża tokarskiego – frez to kilka (kilkanaście) noży tokarskich.

Frezy mogą być prawo lub lewozwojne. Frezy mające ostrza skrawające również na

jednej z powierzchni walcowej nazywa się frezem walcowo – czołowym. Frezy walcowo
– czołowe o małych średnicach wykonywane są razem z chwytem. Są to frezy palcowe. Frezy
przypominające piłę tarczową nazywają się frazami tarczowymi. Frezy przeznaczone do
jednoczesnej obróbki dwóch powierzchni pochylonych po kątem nazywa się frezami
kątowymi. Ponadto frezy wykonywane są jako specjalne (np.: modułowe frezy ślimakowe,
frezy kształtowe).

Ze względu na sposób mocowania, frezy dzieli się na: nasadzane i trzpieniowe. Frezy

nasadzane mocuje się na trzpieniu frezarskim (rys. 29a). Trzpień frezarski ma chwyt
stożkowy zgodny z gniazdem stożkowym wrzeciona frezarki. We wrzecionie znajduje się
specjalne zagłębienie na zabierak trzpienia frezarskiego. Chwyt stożkowy trzpienia

frezarskiego posiada na czołowej powierzchni gwintowany osiowy otwór. W otwór ten
podczas mocowania, wkręcana jest specjalna śruba ściągająca dociskająca podczas pracy
chwyt trzpienia do gniazda wrzeciona. Miejsce osadzenia freza na trzpieniu wyznaczają
pierścienia dystansowe. Pierścienie wraz z frezem dociśnięte są za pomocą nakrętki trzpienia
(UWAGA - gwint lewoskrętny). Długie trzpienie frezarskie podparte są podtrzymką. Frezy
mocowane mogą być również na trzpieniach zabierakowych (rys. 29b). Frezy trzpieniowe
posiadają część chwytową wykonaną jako integralną część freza, o kształcie takim samym jak
omówione wcześniej trzpienie frezarskie.

Rys. 29. Mocowanie frezów [6, s 145].

Innym sposobem mocowania frezów są oprawki zaciskowe, służące do mocowania

frezów trzpieniowych z chwytem walcowym. Oprawki te posiadają chwyt ze stożkiem
Morse’a (rys. 30a), lub 7:24 (rys. 30b). Wewnątrz korpusu 1 znajduje się tuleja sprężynująca
2. W otworze tulei osadzony jest frez 3. Mocowanie freza odbywa się przez dokręcanie
nakrętki 4.

Rys. 30. Oprawki zaciskowe [5, s 87].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Podczas prac frezarskich wykorzystywane są często głowice frezowe (rys. 31).

Rys. 31. Głowica frezowa.

Przedmioty obrabiane mocowane są podczas obróbki na stole frezarki. W zależności od

rodzaju obróbki i wielkości, przedmioty mocowane mogą być bezpośrednio na stole
(rys. 32a). Przedmiot obrabiany 1 jest zamocowany na stole frezarki 4 za pomocą śrub
teowych 2 i docisków 3. Przedmioty mniejsze (rys. 32b) mocowane są w szczękach 2 imadła
maszynowego 3 (lub w specjalnym przyrządzie). Przedmioty podczas frezowania mocowane
mogą być również w podzielnicy (rys. 32c), przedmiot obrabiany 1 ustalany jest w kłach
3 i 5, z których jeden umieszczony jest w tulei konika 6 a drugi we wrzecionie podzielnicy
4 ustawionej na stole frezarki 7.

Rys. 32. Mocowanie przedmiotu obrabianego na frezarce [4 s 254].

Podzielnica jest to przyrząd obróbkowy, służący do okresowego lub ciągłego obracania

obrabianego przedmiotu o określony kąt. Podzielnice stosuje się zazwyczaj w celu podziału
obwodu koła na równe części lub nacinania rowków śrubowych. Typową operacją
wykonywaną w podzielnicy jest nacinanie uzębień na kołach.

Podczas frezowania technologiczne parametry obróbki są zbliżone do parametrów

podczas toczenia. Niewielkie różnice wynikają ze specyfiki obróbki. Szybkość skrawania
v podczas frezowania, to droga przebyta w ciągu jednej minuty przez punkt krawędzi
skrawającej leżący na obwodzie freza. Szybkość obliczamy analogicznie do toczenia. Posuw
– szybkość posuwową podczas frezowania mierzoną w mm/min nazywamy posuwem
czasowym i oznaczamy p

. Oprócz posuwu czasowego, przy frezowaniu określamy: posuw

na jedno ostrze p

– jest to odcinek drogi w ruchu posuwowym odpowiadający obrotowi

ruchu głównego o kąt równy podziałce freza. Posuw na jeden obrót p

– jest to odcinek drogi

w ruchu posuwowym odpowiadający jednemu obrotowi freza. Głębokość frezowania
g – nazywamy grubość warstwy skrawanej podczas jednego przejścia freza. Szerokość
frezowania - B – wymiar odpowiadający długości styku freza z częścią obrabiana.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 33. Parametry skrawania podczas frezowania [1, s 218].

Podczas frezowania można obrabiać płaszczyzny, powierzchnie krzywoliniowe, gwinty,

koła zębate itp. Ostrza freza zagłębiając się w materiale zdejmują wióry o zmiennej grubości.
Podziału frezowania można dokonać (rys. 34), w zależności od ostrzy biorących udział
w procesie skrawania frezowanie walcowe – frez skrawa ostrzami leżącymi na powierzchni
walcowej, frezowanie czołowe – frez skrawa ostrzami leżącymi na powierzchni czołowej.

Rys. 34. Frezowanie: a) walcowe, b) czołowe [1, s 215].

W zależności od kierunku ruchu posuwowego względem freza wyróżnić można

frezowanie współbieżne lub przeciwbieżne (rys. 35).

Rys. 35. Frezowanie: a) przeciwbieżne, b) współbieżne [5, s 91].

Przy frezowaniu przeciwbieżnym kierunek ruchu posuwowego przedmiotu i ruchu

roboczego freza są przeciwne. Przy frezowaniu współbieżnym jest odwrotnie. Podczas
frezowania przeciwbieżnego ostrz na początku pracy zagłębia się w materiał w miejscu
o najmniejszej grubości warstwy skrawanej, a przy wyjściu z materiału obrabianego skrawa
warstwę o praktycznie maksymalnej grubości. Frezowanie współbieżne jest bardziej wydajne,
wymaga jednak większej sztywności obrabiarki i bezluzowych mechanizmów frezarki.

Frezowanie płaszczyzn wykonywane może być przy bezpośrednim zamocowaniu

większych przedmiotu na stole, przedmioty mniejsze mocowane są w imadle maszynowym
lub w specjalnych przyrządach. Jeżeli cała górna płaszczyzna ma być obrobiona, to stosując
łapy dociskowe należy pamiętać o przemocowaniu przedmiotu podczas obróbki (rys. 36).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Elementy mocujące (rys. 36) – śruba 6, nakrętka 5 i docisk 3 nie podlegają obróbce.

Zalecane jest stosowanie docisków o spejalnie ukształtowanych powierzchniach,
gwarantujących właściwą współpracę 7 – rowki w dociskach i 8 podkładki kuliste.

Rys. 36. Mocowanie przedmiotu łapami dociskowymi [6, s 146].

Przedmioty drobne podczas obróbki mocowane są w imadle (rys. 37) lub w przyrządach.

Podczas mocowania w imadle przedmiot podparty jest od spodu na płaskiej podkładce
i dociskany szczęką ruchomą za pośrednictwem pręta okrągłego.

Rys. 37. Mocowanie przedmiotu w imadle [5, s 101].

Frezowanie płaszczyzn pochylonych pod określonym kątem względem płaszczyzny

podstawowej może odbywać się przy: pochylonym przedmiocie obrabianym lub pochylonym
frezie. Podczas frezowania płaszczyzn przy pochylonym przedmiocie, uniwersalnym
uchwytem do zamocowania przedmiotu jest imadło pochylne lub stół pochylny (rys. 38a).
Podczas tej obróbki możliwe jest zastosowanie prostych przyrządów specjalnych (rys. 38b).

Rys. 38. Frezowanie płaszczyzn pochylonych [5, s 103-105].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Frezowanie płaszczyzny przy pochylonym frezie odbywa się z reguły na frezarce

pionowej z głowicą skrętną (rys. 38c). Takie frezowanie może odbywać się tylko
z poprzecznym posuwem stołu.
Frezowanie rowków frezami tarczowymi

Rowki prostokątne mogą być wykonywane w przedmiotach płaskich lub wałkach.

Przedmioty obrabiane mocowane mogą być bezpośrednio na stole frezarki, w imadle lub
przyrządzie, a wałki w podzielnicy lub w specjalnych przyrządach. Podstawowym warunkiem
prawidłowego wykonania rowka jest właściwe ustawienie freza. W przypadku przedmiotów
płaskich mocowanych na stole lub w imadle (przyrządzie) frezowanie odbywa się według
linii traserskich lub tzw. „próbnego wióra” – technika polegająca na dojeździe do materiału na
określoną odległość (najczęściej zeskrawanie bardzo drobnego wióra, wyzerowanie skali
pokrętła przesuwu freza a następnie właściwe ustawienie freza według skali maszyny).
W przypadku wałków konieczna jest symetryczność ustawienia freza względem osi wałka
(rys. 39). Po ustaleniu wszystkich koniecznych wymiarów (rys. 39a), należy ustawić frez
dokładnie w osi symetrii obrabianego wałka, wykorzystując przesuw stołu w kierunku
posuwu poprzecznego (rys. 39b). Po ustawieniu freza należy zagłębić frez na wymaganą
głębokość wykonywanego rowka (rys. 39c), a następnie wykorzystując posuw wzdłużny
wykonać rowek o zadanej długości (rys. 39d).

Rys. 39. Wykonywanie rowka w wałku [5, s 113].

Podczas wykonywania powyższych czynności należy pamiętać o nie załączaniu obrotów

freza podczas pomiarów (rys. 39a), oraz o załączeniu obrotów freza przed wykonaniem
„próbnego wióra” (rys. 39b), i w trakcie zagłębienia freza (rys. 39c). Prawidłowy wymiar
(rys. 39a) powinien wynosić S = T + d/2 + b/2 oraz a = d/2 + b/2 gdzie S i a są wartościami
przesunięcia stołu w kierunku poprzecznym [mm], T – jest szerokością ramienia kątownika
[mm], d – średnicą wałka [mm], b – szerokością freza [mm].
Frezem trzpieniowym nie wykonuje się rowka w jednym przejściu o pełnej głębokości, lecz
stopniowo pogłębiając rowek w każdym przejściu freza. Tylko bardzo płytkie rowki można
wykonać od razu na gotowo. Podczas wykonywania rowków nieprzelotowych należy
pamiętać by przed frezowaniem wykonać na końcu (końcach) rowka otwór, a następnie
wybrać frezem pozostały materiał. Należy pamiętać tylko frezy dwuostrzowe umożliwiają
pracę wgłębną, przez co możliwe jest ich zagłębianie w materiał obrabiany. Przy ustawianiu
freza obowiązują zasady omówione wcześniej. Przykład frezowania rowków obrazuje rys. 40.

Przykładem rowków o dokładnym wymiarze szerokości są rowki wpustowe, przykład

frezowania rowka wpustowego zamieszczony jest na rys. 40b i 40c. Na rys. 40d
przedstawiony jest prosty sposób kontroli i sprawdzian (wzornik) do oceny symetryczności
wykonanego rowka względem osi wałka.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 40. Wykonywanie rowków frezem trzpieniowym [5, s 117].

Frezowanie powierzchni kształtowych na frezarkach konwencjonalnych może odbywać

się dwoma sposobami frezowaniem swobodnym z ręcznym przesuwaniem stołu lub
zastosowaniem stołu obrotowego, oraz frezowaniem profilowym z zastosowaniem frezów
kształtowych.
Frezowanie powierzchni kształtowych wg linii traserskich – przy tym sposobie
frezowania przedmiot obrabiany uzyskuje pożądany kształt lub zarys przez ręczne
przesuwanie stołu frezarki względem freza (rys. 41). Przedmiot obrabiany z naniesioną linią
traserską (rys. 41b) jest mocowany (najczęściej) łapami dociskowymi do stołu frezarki.

Rys. 41. Frezowanie powierzchni kształtowej wg linii traserskiej:

a) zarys przedmiotu, b) sposób obróbki [5, s 124].

Narzędziem obróbczym jest (może być) frez trzpieniowy. Materiał powinien obrabiany
być w kilku przejściach ze względu na duże obciążenia freza. Podczas obróbki konieczne jest
częste wykonywanie pomiarów i niezbędne korygowanie nastaw frezarki, linia traserska pełni
w zasadzie rolę pomocniczą.

Frezowanie powierzchni kształtowych na stole obrotowym – stosowane jest gdy kontur

zewnętrznej lub wewnętrznej powierzchni przedmiotu obrabianego ma kształt łuku lub koła.
Element obrabiany zamocowany jest bezpośrednio na stole lub w przyrządzie, środek łuku
powinien pokrywać się z osią obrotu stołu (rys. 42). Stoły obrotowe mogą posiadać napęd
ręczny lub mechaniczny.

Rys. 42. Frezowanie powierzchni kształtowej na stole obrotowym:

a) zarysu łukowego, b) rowka wewnętrznego [5, s 126].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Frezowanie powierzchni kształtowych frezami kształtowymi – metoda polega na nadaniu

powierzchni obrabianej zarysu odpowiadającego zarysowi zastosowanych frezów. Ze
względu na warunki pracy, szczególnie zarysu silnie wgłębionego, obróbkę dzieli się na
zgrubną i wykańczającą. Obróbkę zgrubną można wykonać frezem trójstronnym, a frez
kształtowy stosuje się tylko podczas obróbki wykańczającej.

Rys. 43. Przykłady obróbki powierzchni kształtowej frezami kształtowymi [5, s 127].

W zawodzie zegarmistrza często zachodzi konieczność dorobienia koła zębatego.

Podstawowe wymiary koła zębatego przedstawione są na rysunku (rys. 44). Poniżej
zestawione są oznaczenia literowe ważniejszych parametrów koła zębatego.

Rys. 44. Podstawowe wymiary koła zębatego [12, s 153].

d - średnica podziałowa,
d

– średnica wierzchołkowa,

– średnica podstaw zęba (stopy zęba),

h – wysokość zęba,
h

– wysokość głowy zęba,

– wysokość stopy zęba,

p – podziałka mierzona na obwodzie koła podziałowego,
s – grubość zęba,
e – szerokość wrębu,
α

– kąt przyporu,

Podstawowe wymiary kół zębatych należy obliczać według następujących wzorów:
Moduł [mm] m = p/Π – moduł (matematycznie) jest to podziałka podzielona przez pi. Moduł
jest znormalizowany i określany w milimetrach. Ciąg znormalizowanych modułów zawiera
PN – 78/M – 88502. Zalecane są następujące moduły : 0,3 ; 0,4 ; 0.5 ; 0,6 ; 0,7 ; 0,8 ; 1 ; 1,2;
1,5; 2 (moduły o wartości większej nie są stosowane a zawodzie zegarmistrza).

Średnica podziałowa – jest to (matematycznie) iloczyn modułu i ilości zębów, wysokość

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

głowy zęba – jest równa modułowi (h

= m) , wysokość stopy zęba – jest równa 1,25 modułu

= 1,25 m), co implikuje d

= m(z + 2) oraz d

= m(z – 2,5).

Nacinanie zębów może być przeprowadzone przy zastosowaniu różnych metod, przy

czym wybór metody zależy od kształtu powierzchni, na której mają być nacięte zęby i żądanej
dokładności ich wykonania. Podstawowe metody nacinania to: metoda kształtowa i metoda
obwiedniowa.

Metoda kształtowa wykonywania kół zębatych polega na tym że kształt wrębu jest

odwzorowaniem narzędzia (rys. 45). Zęby nacina się przez frezowanie frezami modułowymi
krążkowymi lub palcowymi, na frezarkach uniwersalnych, z przy użyciu podzielnicy. Metoda
kształtowa jest być stosowana głównie do kół walcowych, gdyż w tych kołach zarys nie ulega
zmianie wzdłuż całej szerokości wieńca zębatego. Metoda kształtowa jest mało wydajna
i mało dokładna. Wynika to z obróbki jednoczesnej tylko jednego wrębu i z faktu że frez
modułowy tylko przybliżony kształt zarysu wrębu zęba. Zaletą metody jest możliwość

Rys. 45. Frezowanie kół zębatych metodą kształtową [5, s 234].

wykonywania kół przy zastosowaniu znacznie tańszych narzędzi i typowych frezarek. Metoda
stosowana jest w produkcji jednostkowej dla kół o niezbyt dużej dokładności. Komplet
frezów krążkowych do nacinania zębów stanowi osiem frezów przeznaczonych do nacinania
kół od 12 zębów dla pierwszego freza do 135 zębów i więcej (zębatka) dla freza ósmego
(ostatniego). Frez krążkowy osadzony jest na trzpieniu frezarskim, a obrabiane koło zębate na
trzpieniu w podzielnicy. Po wyfrezowaniu każdego wrębu należy wycofać stół frezarki do
położenia wyjściowego, po czym należy obrócić wrzeciono podzielnicy o jeden ząb.
Wykorzystując frezy krążkowe można również w kołach walcowych frezować zęby śrubowe.
Należy jednak pamiętać, że w przypadku frezowania zębów śrubowych numer freza
krążkowego dobiera się wg zastępczej liczby zębów

zast

= z/cos

w którym z – rzeczywista liczba zębów w obrabianym kole, β – kąt pochylenia linii śrubowej
względem osi obrabianego koła.

Frezowanie kół zębatych metodą obwiedniową wykonuje się za pomocą freza

ślimakowego modułowego. Frezowanie zębów następuje w wyniku współpracy obrabianego
koła i zębatki narzędzia (rys. 46). Koło zębate obraca się a zębatka przesuwa. Ruch wzdłużny
zębatki jest wynikiem obracania się freza ślimakowego dookoła swojej osi. Warunkiem
koniecznym, przy tej metodzie nacinania zębów, jest ścisłe skorelowanie ruchów freza
i obrabianego koła.

Aby naciąć zęby na całej szerokości wieńca koła frez musi wykonywać posuwowy ruch

wzdłuż osi obrabianego koła. Ruchy wykonywane są w sposób ciągły, wszystkie zęby
powstają jednocześnie. W porównaniu do metody kształtowej frezowanie obwiedniowe kół

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

zębatych charakteryzuje się: uzyskaniem dokładniejszego zarysu, i równomierniejszej
podziałki oraz możliwością frezowania tym samym frezem ślimakowym kół zębatych
o dowolnej liczbie zębów. Wadami metody są: konieczność zastosowania specjalnej frezarki
oraz wysokie kwalifikacje operatora.

Rys. 46. Frezowanie kół zębatych o zębach prostych metodą obwiedniową.

Wykonywane koła zębate mogą mieć różne zarysy.

Zarys ewolwentowy - ewolwenta – jest to krzywa jaką zakreśla dowolny punkt na linii

prostej toczącej się bez poślizgu po torze kołowym (rys. 47a). Tor kołowy po którym odtacza
się proste nazywa się kołem zasadniczym.

Zarys cykloidalny - cykloida – jest to krzywa powstająca w podczas obtaczania koła

o zadanym promieniu po prostej (kole zasadniczym o nieskończonym promieniu) (rys. 47b).

Rys. 47. Tworzenie: a) ewolwenty, b) cykloidy.

Zarys zegarowy zębów kół zębatych został utworzony poprzez modyfikację zarysu

cykloidalnego. Stopy zębów kół zębatych zostały utworzone przez proste promieniowe
(zamiast hipocykloidy), a głowy zębów przez łuki kołowe (zamiast epicykloidy). Najbardziej
rozpowszechnione jest zazębienie zegarowe szwajcarskie. Zarys głowy zęba koła zębatego
(rys. 48) jest utworzony przez łuk kołowy o promieniu ρ, którego środek znajduje się
wewnątrz koła podziałowego. Dzięki temu punkt styczności tego łuku z prostą promieniową,
stanowiącą stopę zęba, znajduje się również wewnątrz koła podziałowego. Promień głowy
jest tak dobrany, że od punktu styczności z prostą stopy przecina ją na kole podziałowym.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zarys dna wrębu międzyzębnego jest łukiem koła stycznego do prostych tworzących boki
stóp sąsiednich zębów.

Rys. 48. Zarys zegarowy koła zębatego.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie znasz metody mechanicznej obróbki wiórowej?
2.  Czy potrafisz rozpoznać poszczególne metody obróbki mechanicznej?
3.  Czy potrafisz rozróżnić metodami obróbki mechanicznej?
4.  Czy potrafisz rozróżnić narzędzia dla typowych metod obróbki wiórowej?
5.  Czy potrafisz rozróżnić podstawowe typy przedmiotów przeznaczonych do określonych

metod obróbki wiórowej?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj, przedstawioną na zamieszczonym poniżej szkicu (rys. do ćwiczenia 1) tuleję,

dobierz narzędzia kontrolno pomiarowe do kontroli elementu, załóż, że zakład produkcyjny
posiada niezbędne wyposażenie. Materiał PA-6 (lub podobny).

TABELA 1

Wymiar

Odchyłka

0,021

Ø 24 H7

+ 0,000

Rys. do ćwiczenia 1:

a) rysunek elementu, b) widok w powiększeniu, c) tabela odchyłek wymiarowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  wyszukać odpowiednie strony poradnika ucznia,
2)  wybrać właściwą technikę obróbczą,
3)  dobrać na podstawie literatury parametry obróbki,
4)  metodą obróbki skrawaniem usunąć nadmiar materiału,
5)  regularnie kontrolować jakość wykonywanych czynności,
6)  sprawdzić zgodność uzyskanych wyników z dokumentacją,
7)  dokonać samooceny,
8)  zaprezentować wykonanie zadania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− wyposażone stanowisko obróbcze,
− poradnik ucznia,

− poradnik mechanika,

− narzędzia pomiarowe,
− dokumentacja techniczna,

− detale ćwiczeniowe.

Ćwiczenie 2

Wykonaj, przedstawiony na zamieszczonym poniżej szkicu (rys. do ćwiczenia 2) zębnik,

dobierz narzędzia kontrolno - pomiarowe do kontroli elementu, załóż, że zakład produkcyjny
posiada niezbędne wyposażenie. Materiał PA-6 (lub podobny).

TABELA 2

Wymiar

Odchyłka

0,016

Ø 6 n6

+ 0,008

Rys. do ćwiczenia 2:

a) rysunek elementu, b) widok w powiększeniu c) tabela odchyłek.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5)  regularnie kontrolować jakość wykonywanych czynności,
6)  sprawdzić zgodność uzyskanych wyników z dokumentacją,
7)  dokonać samooceny,
8)  zaprezentować wykonanie zadania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− wyposażone stanowisko obróbcze,

− poradnik ucznia,

− poradnik mechanika,
− narzędzia pomiarowe,

− dokumentacja techniczna,

− detale ćwiczeniowe.

Ćwiczenie 3

Wykonaj, panewkę łożyska ślizgowego LPZ (rys. do ćwiczenia 3), dobierz narzędzia –

pomiarowe do kontroli elementu, załóż, że zakład produkcyjny posiada niezbędne
wyposażenie. Materiał MO 60 (lub podobny).

TABELA 3

Wymiar

Odchyłki

0,006

Ø 0.5 H6

+ 0,000

0,000

Ø 1.6 k6

- 0,006

Rys. do ćwiczenia 3:

a) rysunek elementu, b) widok w powiększeniu, c) tabela odchyłek.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

− wyposażone stanowisko obróbcze,

− poradnik ucznia,

− poradnik mechanika,
− narzędzia pomiarowe,

− dokumentacja techniczna,

− detale ćwiczeniowe.

Ćwiczenie 4

Wykonaj, panewkę łożyska kiełkowego wg DIN 43803 (rys. do ćwiczenia 4), dobierz

narzędzia kontrolno - pomiarowe do kontroli elementu, załóż, że zakład produkcyjny posiada
niezbędne wyposażenie. Materiał MO 60 (lub podobny).

TABELA 3

Wymiar

Odchyłki

0,05

Ø 2

- 0,05

0,1

Ø 1.5

- 0,1

0,05

R 0,2

- 0,05

Rys. do ćwiczenia 4:

a) rysunek elementu, b) widok w powiększeniu, c) tabela odchyłek.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

Wyposażenie stanowiska pracy:

− wyposażone stanowisko obróbcze,
− poradnik ucznia,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

− poradnik mechanika,

− narzędzia pomiarowe,

− dokumentacja techniczna,
− detale ćwiczeniowe.

Ćwiczenie 5

Wykonaj, przedstawioną na zamieszczonym poniżej szkicu (rys. do ćwiczenia 5) osłonę,

dobierz narzędzia kontrolno - pomiarowe do kontroli elementu, załóż, że zakład produkcyjny
posiada niezbędne wyposażenie. Materiał MO 60 (lub podobny).

Rys. do ćwiczenia 5:

a) rysunek elementu, b) element w powiększeniu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

Wyposażenie stanowiska pracy:

− wyposażone stanowisko obróbcze,
− poradnik ucznia,

− poradnik mechanika,

− narzędzia pomiarowe,
− dokumentacja techniczna,

− detale ćwiczeniowe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 6

Wykonaj, koło zębate przedstawione na zamieszczonym poniżej szkicu

(rys. do ćwiczenia 6), dobierz narzędzia kontrolno - pomiarowe do kontroli elementu.
Zalecana metoda obróbki – metoda obwiedniowa. Załóż, że zakład produkcyjny posiada
niezbędne wyposażenie. Materiał PA- 6 (lub podobny).

TABELA 4

Liczba zębów

Moduł

1 mm

Kąt zarysu

20º

Średnica

podziałowa

40 mm

Rys. do ćwiczenia 6

a) rysunek elementu, b) widok w powiększeniu, c) tabela danych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  wyszukać odpowiednie strony poradnika ucznia,
2)  wybrać właściwą technikę obróbczą,
3)  dobrać na podstawie literatury parametry obróbki,
4)  metodą obróbki skrawaniem wykonać koło zębate,
5)  regularnie kontrolować jakość wykonywanych czynności,
6)  sprawdzić zgodność uzyskanych wyników z dokumentacją,
7)  dokonać samooceny,
8)  zaprezentować wykonanie zadania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− wyposażone stanowisko obróbcze,
− poradnik ucznia,

− poradnik mechanika,

− narzędzia pomiarowe,
− dokumentacja techniczna,

− detale ćwiczeniowe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) scharakteryzować metody mechanicznej obróbki wiórowej?

2) dobrać metody mechanicznej obróbki wiórowej prostych części?

3) dobrać narzędzia do obróbki wiórowej prostych części?

4) dobrać oprzyrządowanie do obróbki wiórowej prostych części?

5) ustalić parametry mechanicznej obróbki wiórowej prostych części?
6) metodą mechanicznej obróbki wiórowej wykonać proste części?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Wykonywanie części mechanizmu zegarowego

z zastosowaniem obróbki ściernej

4.2.1. Materiał nauczania

Obróbką ścierną nazywa się obróbkę skrawaniem za pomocą ziaren materiału ściernego.

Do obróbki ściernej zalicza się obróbkę narzędziami spojonymi (np.: ściernice) oraz obróbkę
luźnym ścierniwem.

Do wytworzenia wyrobów ściernych, używa się materiałów ściernych, takich jak : węglik

krzemu – (SiC – karborund) - jest to materiał otrzymywany w sposób sztuczny,
charakteryzujący się bardzo dużą twardością i ziarnami o ostrych krawędziach, elektrokorund
– (AL

– chemicznie czysty trójtlenek glinu) – jest to syntetycznie otrzymywany trójtlenek

glinu, o wysokiej ( do 99 % AL

) czystości wykorzystywany do wyrobu narzędzi ściernych

specjalnych, o niższej czystości (ok. 90% AL

) do wyrobu narzędzi ściernych

powszechnego zastosowania, korund naturalny – o zawartości ok. 70% AL

zanieczyszczony tlenkiem żelaza i krzemionką – stosowany jest głównie do wyrobu płócien
i papierów ściernych. Z innych materiałów ściernych na uwagę zasługują diament – odmiana
alotropowa węgla (zarówno naturalny jak i sztuczny) stosowany do wyrobu wyrobów
ściernych, węglik boru – stosowany do wyrobu past ściernych oraz regularny sześcienny
azotek boru (borazon) – materiał otrzymywany sztucznie przeznaczony do produkcji
wyrobów ściernych. Wykonując narzędzia ścierne (wyroby ścierne), materiał ścierny należy
uformować i zespolić. Ziarna materiału ściernego w wyrobach ściernych połączone są
specjalnym spoiwem. Rozróżnić można (główne spoiwa): spoiwa ceramiczne – (najczęściej
stosowane) – po wypaleniu ulega zeszkliwieniu, łącząc mocno ziarna materiału ściernego.
Jest to spoiwo odporne na praktyczne wszystkie czynniki chemiczne, ale wrażliwe na
uderzenia, spoiwa elastyczne – (np.: żywiczne lub gumowe) bardzo elastyczne, wrażliwe
jednak na czynniki chemiczne.

Podstawowymi wyrobami ściernymi są ściernice. Ściernice to narzędzia skrawające,

w kształcie regularnej bryły obrotowej, służące do obróbki ściernej (szlifowania) różnych
materiałów. Kształt i rodzaj ściernicy dobierać należy do kształtu i materiału elementu
obrabianego, rodzaju obróbki i konstrukcji obrabiarki. Ze względu na swoją uniwersalność,
najpowszechniej stosowana jest ściernica tarczowa płaska  (rys. 49). Jest to ściernica
nasadzana na trzpień 3 (wrzeciono szlifierki), w otworze ściernicy 1 umieszczona jest tuleja

Rys. 49. Ściernica płaska tarczowa:

a) zamocowanie na wrzecionie szlifierki, b) wyrównanie i ostrzenie diamentem [4, s 279].

ustalająca 2 wykonana z materiału miękkiego. Ściernica nasadzona jest na wrzecionie
szlifierki i dociśnięta nakrętką 4, za pośrednictwem tarcz dociskowych 5 i miękkich

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

podkładek 6. Istnieje wiele rozwiązań oprawek mocujących ściernicę, generalnie należy
szczególną uwagę zwrócić podczas mocowania by ściernica nie pękła oraz by mocowanie
(ściernica mocowana jest siłą tarcia) odbywało się za pośrednictwem elementów wykonanych
z materiałów miękkich (np.: papier, tworzywo sztuczne). Po osadzeniu, ale przed
rozpoczęciem obróbki ściernicę należy wyrównoważyć oraz wyrównać diamentem. Sposoby
oznaczania i cechowania ściernic określa PN – 71/M – 59101.

Szlifowanie w odróżnieniu od innych rodzajów obróbki wykazuje wiele cech

specyficznych. Ściernica składa się z dużej ilości drobnych ziaren związanych spoiwem,
o nieokreślonym bliżej kształcie i geometrii ostrza. (rys. 50).

Rys. 50. Ziarno ścierne (powiększenie 200x) [ 1, s 305].

Tworzący się podczas szlifowania wiór, ma kształt zbliżony do wióra powstającego

podczas frezowania, lecz jest wielokrotnie mniejszy. Proces skrawania przypomina bardziej
wygniatanie lub skrobanie niż skrawanie (rys. 51a). Wydzielające się przy tym ciepło silnie
rozgrzewa powstający wiór, doprowadzając do jego stopienia. Przy dodatnim lub niewielkim
ujemnym kącie natarcia i dużym stosunku głębokości skrawania do promienia ostrza tworzy
się wiór. W przypadku nadtopienia metalu ostrze ziarna wyciska warstwę stopionego metalu,
tworząc wióry widzialne w postaci snopów iskier (rys. 51b).

Rys. 51. Skrawanie pojedynczym ziarnem ściernym [1, s 306].

Prędkość obwodowa ściernicy. Prędkość obwodową ściernicy przyjmuje się w zależności

od żądanej chropowatości powierzchni i dokładności obrabianej części. Prędkość ta dobierana
jest także do rodzaju spoiwa ściernicy, jej twardości i ziarnistości. Prędkość ta w przeciętnych
warunkach wynosi 15 – 35 m/s. Dla ściernic twardych należy stosować mniejsze prędkości by
zapobiec nadmiernemu nagrzewaniu obrabianych części. W przypadku ściernic miękkich,
stosowanie większych prędkości obwodowych zmniejsza zużycie ściernicy.

Prędkość szlifowanej części. Ruch obrotowy lub postępowy szlifowanej części jest

odpowiednikiem ruchu posuwowego podczas frezowania. Prędkość tego ruchu zależy od:
wymaganej chropowatości powierzchni, rodzaju materiału, grubości warstwy skrawanej przez
jedno ziarno i głębokości szlifowania. Ogólna zasada jest taka że, im wyższa jakość
powierzchni szlifowanej, tym mniejsza prędkość obwodowa lub postępowa części.

Posuw wzdłużny przy szlifowaniu powierzchni obrotowych wyznacza się w zależności

od szerokości ściernicy, rodzaju szlifowania, rodzaju materiału obrabianego i jego średnicy

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Dla posuwu poprzecznego duże wartości przyjmuje się dla szlifowania zgrubnego małe
podczas szlifowani dokładnego. Posuw poprzeczny ściernicy na jeden lub podwójny posuw
wzdłużny należą przyjąć g = 0,0025 – 0,08 mm. Szlifowanie wykonywane jest w kilku
przejściach. Rzeczywista głębokość szlifowania jest mniejsza od teoretycznej na skutek
ograniczonej sztywności obrabiarki.

Jakość szlifowanej powierzchni zależy od: ziarnistości ściernicy, prędkości obwodowej

części obrabianej, posuwu wzdłużnego i głębokości szlifowania. Im drobniejsze ziarno, tym
mniejszą należy zastosować prędkość obwodową części obrabianej i mniejszy posuw
wzdłużny. Im mniejsza głębokość szlifowania tym gładsza i dokładniejsza powierzchnia
przedmiotu.

Szlifowanie płaszczyzn – może być wykonywane obwodem lub czołem ściernicy

(rys. 52), część obrabiana może wykonywać ruch posuwisto – zwrotny lub być zamocowana
na stole wykonującym ruch obrotowy. Ruchem głównym przy szlifowaniu płaszczyzn jest
ruch obrotowy ściernicy, ruchem pomocniczym jest przesuw ściernicy w kierunku
prostopadłym do płaszczyzny obrabianej.

Rys. 52 Szlifowanie płaszczyzn:

a) obwodem ściernicy, b) czołem ściernicy [1, s 303].

Szlifowanie powierzchni zewnętrznych obrotowych – może odbywać się odbywać się

w kłach z posuwem wzdłużnym ściernicy lub części obrabianej oraz z posuwem poprzecznym
ściernicy (rys. 53).

Rys. 53. Szlifowanie wałków:

a) z posuwem wzdłużnym, b) z posuwem poprzecznym [1, s 301].

Szlifowanie powierzchni wewnętrznych (otworów walcowych lub stożkowych) odbywa

się ściernicą która wykonuje ruch obrotowy i wgłębny (rys. 54).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 54. Szlifowanie otworów [1, s 302].

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Czy potrafić rozpoznać obróbkę ścierna?
2.  Czy potrafisz określić różnice pomiędzy metodami obróbki wiórowej i ściernej?
3.  Jakie znasz metody obróbki ściernej elementów?
4.  Czy potrafisz rozpoznać narzędzia dla typowych metod obróbki ściernej?
5.  Czy potrafisz rozpoznać części przeznaczonych do obróbki ściernej?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj, przedstawiony na zamieszczonym poniżej szkicu (rys. do ćwiczenia 1) zębnik,

dobierz narzędzia kontrolno - pomiarowe do kontroli elementu, załóż, że zakład produkcyjny
posiada niezbędne wyposażenie. Materiał MO 60 (lub podobny).

TABELA 5

Średnica Ø Odchyłki

25 mm

+0 ; -0,02

24 mm

+0,05 ; - 0,

23 mm

+ 0 ; -0,05

mm h6

mm h7

Rys. do ćwiczenia 1:

a) rysunek elementu, b) widok w powiększeniu, c) tabela odchyłek.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  wyszukać odpowiednie strony poradnika ucznia,
2)  wybrać właściwą technikę obróbczą,
3)  dobrać na podstawie literatury parametry obróbki,
4)  metodą obróbki ściernej usunąć nadmiar materiału,
5)  regularnie kontrolować jakość wykonywanych czynności,
6)  sprawdzić zgodność uzyskanych wyników z dokumentacją,
7)  dokonać samooceny,
8)  zaprezentować wykonanie zadania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− wyposażone stanowisko obróbcze,
− poradnik ucznia,

− poradnik mechanika,

− narzędzia pomiarowe,
− dokumentacja techniczna,

− detale ćwiczeniowe.

Ćwiczenie 2

Wykonaj, przedstawioną na zamieszczonym poniżej szkicu (rys. do ćwiczenia 2), kostkę,

dobierz narzędzia kontrolno - pomiarowe do kontroli elementu, załóż, że zakład produkcyjny
posiada niezbędne wyposażenie. Materiał MO 60 (lub podobny).

TABELA 5

Wysokość Odchyłki

25 mm

+0 ; -0,02

24 mm

+0,05 ; - 0,

23 mm

+ 0 ; -0,05

22 mm

21 mm

Rys. do ćwiczenia 2:

a) rysunek elementu, b) widok w powiększeniu, c) tabela odchyłek.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

Wyposażenie stanowiska pracy:

− wyposażone stanowisko obróbcze,
− poradnik ucznia,

− poradnik mechanika,

− narzędzia pomiarowe,
− dokumentacja techniczna,

− detale ćwiczeniowe.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) scharakteryzować obróbkę ścierną?

2) dobrać metody mechanicznej obróbki ściernej prostych części?

3) dobrać narzędzia do obróbki ściernej prostych części?

4) metodą obróbki ściernej wykonać proste części?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Wykonywanie części mechanizmu zegarowego

z zastosowaniem obróbki cieplnej

4.3.1. Materiał nauczania

Obróbka cieplna – jest to zespół działań w efekcie których zmieniają się technologiczne

własności metali (stopów) w stanie stałym, przez wywołane zmiany strukturalne w wyniku
wpływu temperatury i czasu oraz wpływu środowiska. W ramach operacji cieplnej wyróżnić
można operacje np.: hartowanie, odpuszczanie i zabiegi np.: nagrzewanie, chłodzenie. Ogólny
schemat operacji obróbki cieplnej przedstawia wykres (rys. 55). Odcinek AB na

Rys. 55. Przebieg operacji obróbki cieplnej [4, s 191].

wykresie odpowiada zabiegowi nagrzewania, odcinek BC odpowiada zabiegowi
wygrzewania, odcinek CD odpowiada zabiegowi chłodzenia. Cała linia łamana ABCD może
obrazować operację hartowania.

W trakcie obróbki cieplnej stosowane są różnorodne zabiegi zapewniające uzyskanie

określonych właściwości przedmiotu, w pracy tej zamieszczone zostały tylko podstawowe
zabiegi cieplne, takie jak: nagrzewanie – ciągłe lub stopniowe podwyższanie temperatury
przedmiotu, wygrzewanie – utrzymywanie przedmiotu w temperaturze pośredniej lub
docelowej, chłodzenie – obniżanie temperatury przedmiotu do temperatury otoczenia lub
innej. Proces chłodzenia przebiegający bardzo wolno (np.: wraz z piecem) nazywamy
studzeniem.

Zabiegi cieplne różnią się między sobą szybkością nagrzewania i chłodzenia oraz

wysokością temperatury i czasem wygrzewania. Pożądane właściwości technologiczne można
uzyskać poprzez właściwe dobranie szybkości nagrzewania i chłodzenia oraz temperatury
i czasu. Nawet niewielkie zmiany tych parametrów mają decydujący wpływ na uzyskane
efekty końcowe.

Praktycznie żelazo (Fe) występuje w dwóch odmianach. Odmiana żelaza trwała do

temperatury 912°C nazywana jest żelazem  α W temperaturze 912°C żelazo  α (alfa)
przechodzi w żelazo  γ (gamma). Żelazo  γ występuje do temperatury 1394°C, w tej
temperaturze następuje przemiana w żelazo α, trwałe aż do temperatury topnienia tj. 1538°C.
Tę wysokotemperaturową odmianę żelaza α nazywano dawniej żelazem δ (delta). Ponieważ
czyste żelazo jest metalem miękkim, z tego powodu nie znajduje szerokiego zastosowania w
technice jako materiał konstrukcyjny, z wyjątkiem  żelaza „armco”, specjalnej technicznej
odmiany żelaza. W technice żelazo znajduje zastosowanie w postaci stopów z węglem które
w zależności od zawartości węgla nazywane są stalami lub żeliwami. Stale to stopy żelaza z
węglem o zawartości węgla do 2% (ściślej punkt E - 2,11%). Żeliwa to stopy żelaza z węglem
o zawartości węgla ponad 2% (ściślej ponad 2,11%). Stopy o zawartości węgla powyżej
6,67% nie mają technicznego znaczenia ze względu na złe właściwości technologiczne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W stałych stopach żelaza z węglem występują różne składniki strukturalne których

przemiany podczas obróbki cieplnej umożliwiają uzyskanie pożądanych właściwości.
Najważniejszymi składnikami są:

Ferryt – jest to roztwór stały węgla w żelazie α. Jest to prawie czyste żelazo o zawartości

węgla 0,02% w temperaturze 727ºC, w temperaturze normalnej zawartość węgla wynosi
ok. 0,008 %.

Austenit - jest to roztwór stały węgla w żelazie γ. Maksymalna rozpuszczalność węgla

w austenicie wynosi 2,11% w temperaturze 1148ºC i wraz z obniżaniem temperatury
zmniejsza się do 0,8% w temperaturze 727ºC. W stalach Węglowych austenit jest trwały
powyżej tej temperatury (727ºC).

Cementyt – węglik żelaza – powstający z roztworu ciekłego podczas krzepnięcia

(pierwszorzędowy) lub z austenitu lub ferrytu na skutek malejącej rozpuszczalności węgla
w żelazie (zarówno w żelazie α jak i w żelazie γ).
Perlit – mieszanina eutektoidalna ferrytu i cementytu, zawierająca 0,8% C (ściślej
87% ferrytu i 13% cementytu). Powstaje z rozkładu austenitu w temperaturze 727ºC.

Ledeburyt – jest to eutektyczna mieszanina austenitu i cementytu, tworząca się podczas

krzepnięcia cieczy o zawartości 4,4%C w temperaturze 1148ºC. Po ochłodzenia do
temperatury 727ºC, austenit ledeburytu przemienia się w perlit, tak że poniżej tej temperatury
występuje mieszanina perlitu i cementytu, jednak zasadniczy charakter ledeburytu zostaje
zachowany. Przemiany fazowe i wykres równowagi fazowej przedstawia rysunek (rys. 56).

Rys. 56. Układ równowagi żelazo – cementyt [9, s 150].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Do szybkiego obniżania temperatury w trakcie przemian podczas obróbki cieplnej

używane są środki (ośrodki) chłodzące. Najczęściej stosowanym ośrodkiem chłodzącym jest
woda. Należy ona do najbardziej energicznie chłodzących ośrodków, oziębiając w całym
zakresie temperatur jednakowo szybko, co stanowi jej pewną wadę. Intensywność chłodzenia
zależy od jej czystości, zawartości gazów i temperatury (zalecana 15 – 40ºC). Dodatek soli
kuchennej zwiększa szybkość chłodzenia wody, dodatek mydła, gliceryny lub oleju zmniejsza
szybkość chłodzenia wody. Innym ośrodkiem chłodzącym jest olej. W porównaniu z wodą
zdolność chłodzenia oleju jest ok. cztery razy mniejsza, a nagrzany olej jeszcze mniej, co
wpływa korzystnie w zakresie niższych temperatur powodując zmniejszenie naprężeń
hartowniczych i w konsekwencji zmniejszenie odkształceń elementów. Temperatura kąpieli
olejowej powinna wynosić ok. 40 – 60ºC, ponieważ olej jest wtedy rzadszy i lepiej
odprowadza ciepło. Zalecane są jako ośrodek chłodzący oleje o małej lepkości, jednak ich
temperatura zapłonu jest niska co stwarza zagrożenie pożarowe. Oleje hartownicze posiadają
specjalne dodatki poprawiające ich właściwości technologiczne.

W uzasadnionych przypadkach jako ośrodka chłodzącego można użyć: kąpieli ze

stopionej soli hartowniczej, emulsji olejowej, sprężone powietrze czy w przypadku
hartowania cienkich przedmiotów płyty stalowe lub miedziane chłodzone wewnątrz
i zewnątrz wodą.

Hartowanie polega na nagrzaniu stali do temperatury 30 – 50ºC powyżej temperatury

-A

, wygrzaniu w tej temperaturze i szybkim schłodzeniu w celu uzyskania struktury

martenzytycznej. Wysokość temperatury zależy od składu chemicznego stali, i od zawartości
węgla (rys. 57).

Rys. 57. Zakres temperatur hartowania stali węglowej [9, s 217].

Ponieważ maksymalna rozpuszczalność węgla w żelazie α w temperaturze normalnej nie

przekracza 0,008% przez to otrzymany martenzyt jest przesyconym roztworem stałym
w żelazie α . Obecność nadmiernej ilości atomów węgla powoduje zniekształcenia struktury
żelaza i w konsekwencji wysoką twardość. Warunkiem jednak jest dostatecznie duża
szybkość chłodzenia.
Przedmioty umieszczone w piecu nagrzewa się do temperatury hartowania. Szybkość
nagrzewania powinna wynosić ok. 10 – 20ºC na minutę, w celu równomiernego nagrzania

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

elementu. Po osiągnięciu temperatury hartowania przedmiot należy wygrzać – czas
wygrzewania ok. 1 minuta na każdy milimetr przekroju. Po wygrzaniu detal należy szybko
schłodzić – najlepiej zanurzając go w wodzie lub w oleju. Przykładowe sposoby chłodzenia
przedmiotów przedstawione są na rysunku (rys. 58).

Rys. 58. Przykładowe sposoby chłodzenia przedmiotów podczas hartowania [9, s 224].

Odpuszczanie jest to zespół zabiegów cieplnych stosowanych dla przedmiotów wcześniej

zahartowanych, polega ono na nagrzaniu przedmiotu do temperatury niższej od temperatury
przemiany (A

), wygrzaniu w tej temperaturze a następnie schłodzeniu do temperatury

otoczenia. Chłodzenia może być wolne lub szybkie, ośrodkiem chłodzącym może być
(najczęściej) woda lub olej. Odpuszczanie jest zwykle stosowane w celu polepszenia
właściwości plastycznych elementów, przy jednoczesnym usunięciu (lub zmniejszeniu)
naprężeń własnych. Dla stali węglowej wyróżnić można: odpuszczanie niskie
(150 – 250ºC), którego celem jest częściowe usunięcie naprężeń hartowniczych przy
zachowaniu wysokiej twardości. Stosowane podczas np.: obróbki narzędzi. Odpuszczanie
średnie (250 – 500ºC), którego celem jest obniżenie twardości i zwiększenie odporności na
uderzenia, przy zachowaniu wysokiej wytrzymałości i sprężystości. Stosowane przy wyrobie
np.: sprężyn. Odpuszczanie wysokie (500 – 650ºC), którego celem jest uzyskanie
maksymalnej udarności (odporności na uderzenia) i otrzymania właściwej struktury dla
materiałów konstrukcyjnych i optymalnych własności mechanicznych. Połączenie hartowania
i wysokiego odpuszczania nosi nazwę ulepszania cieplnego.

Na wynik odpuszczania oprócz temperatury wpływa także czas. Ten sam wynik można

uzyskać przez krótkie odpuszczanie z wyższej temperatury lub przez dłuższe odpuszczanie
w temperaturze niższej. Zalecane jest stosowanie dłuższego czasu przy niższej temperaturze
– dłuższe wygrzanie gwarantuje jednorodność struktury po odpuszczaniu.

Wyżarzanie to zespół zabiegów cieplnych polegających na nagrzaniu materiału do

określonej temperatury, wygrzaniu w tej temperaturze a następnie powolnym ochłodzeniu do
temperatury otoczenia. W zależności od: celu, temperatury i sposobu chłodzenia wyżarzania
podzielić można na (rys. 59): ujednoradniające – mające na celu usunięcie niejednorodności
składu chemicznego stali, zupełne – mające na celu rozdrobnienie struktury, normalizujące
- mające na celu uzyskanie jednolitej drobnoziarnistej struktury oraz polepszenie właściwości
plastycznych, rekrystalizujące – mające na celu usunięcie skutków odkształceń plastycznych
w przedmiotach poddanych obróbce plastycznej na zimno.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 59. Zakres temperatur niektórych rodzajów wyżarzania [9, s 239].

Wyżarzanie w tej pracy zostało tylko zasygnalizowane, więcej informacji na ten temat

znajduje się w literaturze.

Odpowiednikiem hartowania dla stopów metali kolorowych jest przesycanie. Przesycanie

polega na przemianach fazowych zachodzących w stopach, podczas chłodzenia, wynikające
ze zmieniającej się wzajemnej rozpuszczalności podstawowych składników stopu. W celu
określenia możliwości zwiększenia (lub zmniejszenia) twardości lub innych własności
technologicznych stopu należy przeanalizować wykres równowagi fazowej rozpatrywanego
stopu. W zdecydowanej większości przypadków obróbka cieplna stopów metali kolorowych
ogranicza się do niskotemperaturowych wygrzewań mających na celu usunięcie naprężeń
wewnętrznych minimalizujących skłonności do pęknięć lub do wyżarzań mających na celu
usunięcie skutków zgniotu podczas obróbki plastycznej na zimno.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Co to jest obróbka cieplna?
2.  Czy potrafisz wymienić podstawowe rodzaje obróbki cieplnej?
3.  Czy potrafisz wymienić podstawowe parametry obróbki cieplnej?
4.  Czy potrafisz wymienić zmiany zachodzące podczas obróbki cieplnej w różnych

materiałach konstrukcyjnych?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj ulepszania cieplnego, przedstawionego na szkicu (rys. do ćwiczenia 1) wałka,

dobierz narzędzia kontrolno - pomiarowe do kontroli twardości, załóż, że zakład produkcyjny
posiada niezbędne wyposażenie. Materiał stal 45. Twardość po obróbce 25 – 30 HRC.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. do ćwiczenia 1.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  wyszukać odpowiednie strony poradnika ucznia,
2)  dobrać na podstawie literatury parametry obróbki cieplnej,
3)  wykonać obróbkę cieplną,
4)  zapoznać się z instrukcją obsługi twardościomierza,
5)  zmierzyć twardość elementu po obróbce cieplnej,
6)  sprawdzić zgodność uzyskanych wyników z dokumentacją,
7)  dokonać samooceny,
8)  zaprezentować wykonanie zadania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− wyposażone stanowisko hartownicze,

− poradnik ucznia,
− poradnik mechanika,

− twardościomierz Rockwella, wraz z instrukcją pomiaru twardości,

− dokumentacja techniczna,
− detale ćwiczeniowe.

Ćwiczenie 2

Dokonaj, hartowania elementu przedstawionego na szkicu (rys. 86) docisku, dobierz

narzędzia kontrolno - pomiarowe do kontroli twardości, załóż, że zakład produkcyjny posiada
niezbędne wyposażenie. Materiał stal 55. Twardość po obróbce 35 – 40 HRC.

Rys. do ćwiczenia 2.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

Wyposażenie stanowiska pracy:

− wyposażone stanowisko hartownicze,
− poradnik ucznia,

− poradnik mechanika,

− twardościomierz Rockwella, wraz z instrukcją pomiaru twardości,
− dokumentacja techniczna,

− detale ćwiczeniowe.

Ćwiczenie 3

Dokonaj, wyżarzania rekrystalizującego, przedstawionego na szkicu (rys. do zadania 3)

zaczepu, dobierz narzędzia kontrolno - pomiarowe do kontroli twardości, załóż, że zakład
produkcyjny posiada niezbędne wyposażenie.

Rys. do zadania 3.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  wyszukać odpowiednie strony poradnika ucznia,
2)  dobrać na podstawie literatury parametry obróbki,
3)  wykonać obróbkę cieplną,
4)  zapoznać się z instrukcją obsługi twardościomierza,
5)  zmierzyć twardość elementu po obróbce cieplnej,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6)  sprawdzić zgodność uzyskanych wyników z dokumentacją,
7)  dokonać samooceny,
8)  zaprezentować wykonanie zadania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− wyposażone stanowisko hartownicze,

− poradnik ucznia,

− poradnik mechanika,
− instrukcja obsługi twardościomierza Brinella,

− twardościomierz Brinella,

− dokumentacja techniczna,
− detale ćwiczeniowe.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) scharakteryzować metody obróbki cieplnej?

2) ustalić parametry obróbki cieplnej prostych części?

3) wykonać obróbkę cieplną prostej części?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1.  Przeczytaj uważnie instrukcję.
2.  Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3.  Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4.  Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi.
5.  W przypadku odpowiedzi zbliżonych wybierz tę, która wydaje ci się najlepsza.
6.  Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7.  Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny.

8. Na rozwiązanie testu masz 60 min.

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Toczenie, to obróbka podczas której:

a)  narzędzie wykonuje ruch obrotowy a przedmiot obrabiany przesuwa się,
b)  przedmiot obrabiany wykonuje ruch obrotowy a narzędzie przesuwa się,
c)  przedmiot obrabiany wykonuje ruch obrotowy i przesuwa się,
d)  narzędzie wykonuje ruch obrotowy i przesuwa się.

2. Do dokładnej obróbki otworów należy użyć:

a)  pilnika,
b)  wiertła,
c)  rozwiertaka,
d)  freza.

3. Podczas polerowania na tokarce, płótno ścierne należy:

a)  trzymać mocna jedną ręka,
b)  trzymać ostrożnie oburącz,
c)  zamocować w specjalnym przyrządzie,
d)  owinąć wokół polerowanego detalu.

4. Hartowanie ma na celu uzyskanie twardej struktury zawierającej:

a)  martenzyt,
b)  ferryt,
c)  perlit,
d)  grafit.

5. Podczas toczenia, użycie cieczy obróbczej ma na celu:

a)  zmniejszenie oporów skrawania,
b)  obniżenie temperatury przedmiotu podczas obróbki,
c)  wypłukiwanie wiórów i naddatków obróbczych z obszaru obróbki,
d)  ochronę narzędzia przed nadmiernym tępieniem się podczas pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. Zamieszczony poniżej szkic przedstawia:

a)  frezowanie przeciwbieżne,
b)  frezowanie współbieżne,
c)  frezowanie koła zębatego,
d)  frezowanie rowka śrubowego.

7. Zamieszczone obok ostrze skrawające stosowane jest w obróbce:

a)  plastycznej
b)  wiórowej,
c)  ściernej,
d)  cieplnej.

8. Maksymalna długość wystającej z imaka części noża tokarskiego nie może przekraczać:

a)    L = 1,0 H (1,0 wysokości noża),
b)    L = 1,5 H (1,5 wysokości noża),
c)    L = 2,0 H (2,0 wysokości noża),
d)    L = 2,5 H (2,5 wysokości noża).

9. Stal jest to stop żelaza z węglem o maksymalnej zawartości węgla równej około:

a)   6,67 %,
b)   0,8 %,
c)   2,0 %,
d)   4,3 %.

10. Elektrokorund, to materiał narzędziowy stosowany podczas:

a)  toczenia,
b)  wiercenia,
c)  szlifowania,
d)  frezowania.

11. Przedmiot, podczas frezowania kół zębatych metodą kształtową, mocowany jest:

a)  w imadle ślusarskim,
b)  w podzielnicy,
c)  łapami do stołu frezarki,
d)  w imadle maszynowym.

12. Frezowanie, to obróbka podczas której:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13. Ośrodkiem o największej szybkości chłodzenia jest:

a)  olej,
b)  woda,
c)  powietrze,
d)  stopiona sól.

14. Pomocniczy kąt przystawienia, oznaczony jest na rysunku literą :

A)   A ,
B)   B ,
C)   C ,
D)  nie ma takiego kąta.

15. Mikrometr umożliwia dokonanie pomiaru z dokładnością:

a)  0,01 mm,
b)  0,02 mm,
c)  0,03 mm,
d)  0,04 mm.

16. Wyrównoważenie dotyczy wyłącznie:

a)  noży tokarskich,
b)  frezów tarczowych,
c)  rozwiertaków,
d)  ściernic.

17. Imak narzędziowy, służy do mocowania:

a)  noży tokarskich,
b)  frezów tarczowych,
c)  rozwiertaków,
d)  ściernic.

18. Hartowanie, to obróbka dotycząca wyłączcie:

a)  mosiądzu,
b)  stali,
c)  brązu,
d)  aluminium.

19. Niezbędna do wykonania zamieszczonego obok elementu, długość pręta wynosi:

a)  a + b + ΠR/2,
b)  a + b + ΠR,
c)  a + b + 1,5 ΠR,
d)  a + b + 2ΠR.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko..........................................................................................

Wykonywanie wybranych części mechanizmów zegarowych

Zakreśl poprawną odpowiedź

zadania

Odpowiedź Punkty

A B C D

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

1.  Brodowicz W.: Skrawanie i Narzędzia. WSiP, Warszawa 1975
2.  Dobrzański T.: Rysunek techniczny. WNT, Warszawa 2004
3.  Czajkowski J.: Elementy przyrządów precyzyjnych. WSiP, Warszawa 1986
4.  Górecki A.: Technologia Ogólna – podstawy technologii mechanicznej. WSiP, Warszawa

1984

5.  Górski E.: Frezerstwo. WSiP, Warszawa, 1988
6.  Lipski R.: Obróbka mechaniczna. PWSZ, Warszawa 1975
7.  Maksymowicz A.: Rysunek Zawodowy. WSiP, Warszawa 1998
8.  Podwapiński W. Al. : Technologia mechanizmów zegarowych. WSiP, Warszawa 1986
9.  Rudnik S.: Metaloznawstwo. PWN Warszawa 1994
10. Tryliński W.: Poradnik konstruktora przyrządów precyzyjnych i drobnych. WNT,

Warszawa 1971

11. Topulos A.: Technologia Mechaniczna. WNT, Warszawa 1988
12. Mały poradnik mechanika. Praca zbiorowa. WNT, Warszawa 1999