f546519a9f72618bb5b13e65a09ad44a

MECHANIKA I TECHNOLOGIA: marca 2009

niedziela, 29 marca 2009

Zasady BHP podczas obsługi i użytkowania obrabiarek skrawających do metali

Obróbka skrawaniem metali jest podstawową techniką wytwarzania części maszyn, urządzeń, przedmiotów użytkowych, itp., polegającą na nadawaniu przedmiotowi obrabianemu żądanego kształtu, wymiarów i właściwości warstwy wierzchniej poprzez usunięcie części materiału za pomocą narzędzia skrawającego.

Można wyróżnić następujące rodzaje obróbki skrawaniem:

  • obróbka ścierna - obróbka skrawaniem wykonywana ziarnami ściernymi luźnymi lub związanymi spoiwem; m.in.: szlifowanie, docieranie, gładzenie, polerowanie.
  • obróbka wiórowa - obróbka skrawaniem narzędziami o określonym kształcie i geometrii ostrza (np. nożem tokarskim, frezem), które usuwają materiał w postaci wiórów; m.in. poprzez: toczenie, wiercenie, frezowanie, struganie, dłutowanie, przeciąganie.
  • obróbka ubytkowa - obróbka, podczas której następuje usunięcie określonej części materiału obrabianego przedmiotu, m. in. poprzez: obróbkę skrawaniem lub obróbkę erozyjną.
  • obróbka obwiedniowa - obróbka skrawaniem, podczas której zarys obrabianego elementu (np. zębów) stanowi obwiednię kolejnych, blisko siebie leżących krawędzi skrawających narzędzia, najczęściej stosowana przy obróbce uzębień kół zębatych.

W obróbce skrawania metali stosuje się obrabiarki:
do skrawania metali, takie jak:

  • tokarki (wielonożowe, kopiarki, półautomaty i automaty tokarskie, uchwytowe, kłowe, tarczowe, rewolwerowe, karuzelowe, zataczarki),
  • wiertarki (stołowe, kolumnowe, promieniowe, współrzędnościowe, wielowrzecionowe), frezarki (pionowe i poziome, uniwersalne, do kół zębatych, do gwintów, wiertarko-frezarki, frezarko-wytaczarki, kopiarki),
  • wytaczarki,
  • przecinarki (taśmowe, włośnicowe, tarczowe),
  • strugarki (ogólnego przeznaczenia (wzdłużne, poprzeczne i pionowe (tzw. dłutownice) oraz specjalizowane (do kół zębatych , do obróbki krawędzi blach , do łóż obrabiarek , kopiarki),
  • przeciągarki (do otworów i do płaszczyzn),
  • szlifierki (do płaszczyzn, do otworów, honownice , dogładzarki, docieraczki, polerki),

Ogólne zasady BHP dotyczące użytkowania obrabiarek do obróbki metali.


Do pracy na obrabiarce powinien być dopuszczony pracownik mający odpowiednie umiejętności,
obrabiarka powinna być sprawna technicznie, osłony stałe lub ruchome powinny mieć niezawodne blokady uniemożliwiające ich przypadkowe otwarcie. Jeżeli istnieje możliwość pracy na obrabiarce z otwartą osłoną, to osłona powinna być wyposażona w urządzenie blokujące uniemożliwiające jej otwarcie bez zatrzymania pracy obrabiarki. Urządzenia sterujące i inne zabezpieczenia powinny być zgodne z dokumentacją techniczno-ruchową oraz oznakowane w wyraźny sposób, obrabiarka powinna być wyposażona w odpowiednie urządzenia ochronne osłaniające przestrzeń roboczą, chroniące przed odpryskującymi wiórami, rozpryskującymi się płynami smarująco-chłodzącym i medium roboczym, obrabiarka powinna być wyposażona w odpowiednie urządzenia zapobiegające zalewaniu podłogi przez płyn smarujaco-chłodzący.
Osłony stałe wystające poza obrys obrabiarki oraz osłony ruchome zmieniające swoje położenie podczas pracy obrabiarki powinny być oznakowane barwami i znakami bezpieczeństwa,
lampy elektryczne przeznaczone do oświetlania miejscowego na stanowisku pracy powinny być zasilane napięciem bezpiecznym, a natężenie tego oświetlenia powinno zapewniać widoczność pozwalającą na bezpieczne wykonywanie pracy, obrabiany przedmiot powinien być zamocowane w odpowiednim uchwycie lub imadle w sposób pewny, do pracy na obrabiarkach stosowane powinny być tylko narzędzia ostre i właściwe dla danej obróbki, ręczne pomiary powinny być dokonywane po zatrzymaniu obrabiarki, obrabiarki powinny być wyposażone w urządzenia do usuwania powstających wiórów, podczas naprawy, konserwacji i czyszczenia obrabiarka powinna być odłączona od zasilania prądem elektrycznym, przed przystąpieniem do naprawy lub czyszczenia obrabiarki należy sprawdzić, czy jej napęd jest odłączony od zasilania oraz, czy jest możliwe jej przypadkowe włączenie. W widocznych miejscach powinny być umieszczone czytelne tablice, „NAPRAWA. Nie uruchamiać”,
pracownik obsługujący obrabiarkę powinien być ubrany w odzież roboczą, ściśle przylegającą, dotyczy to przede wszystkim rękawów przy nadgarstkach obsługującego, które powinny być opięte. Obsługujący powinien pracować z nakrytą głową i obuwiu roboczym.

Pracownik zanim przystąpi do pracy na obrabiarce do metali, powinien:

  • zapoznać się z dokumentacją wykonawczą, z instrukcją obsługi obrabiarki i tabliczką znamionową maszyny,
  • zaplanować kolejność wykonywania poszczególnych czynności,
  • przygotować odpowiednie urządzenia pomocnicze umożliwiające składowanie materiałów, półfabrykatów i odpadów,
  • przygotować materiał do obróbki ustawiając go w sposób zapewniający maksymalne bezpieczeństwo i łatwość pobierania,
  • przygotować niezbędne pomoce warsztatowe, tj.: przyrządy pomiarowe, narzędzia pracy, zmiotki, haczyki, itp.,
  • zastosować odpowiednie środki ochrony osobistej, np. okulary, maski, ochronniki słuchu, fartuchy skórzane, itp.,
  • sprawdzić stan techniczny obrabiarki, oświetlenia stanowiska, a w szczególności wizualnie stan instalacji elektrycznej,
  • próbnie uruchomić obrabiarkę i sprawdzić jakość jej działania,
  • sprzątnąć stanowisko pracy po wykonaniu powierzonych zadań.

Czytaj dalej...

piątek, 27 marca 2009

Mechanizm krystalizacji metali

Krystalizacją nazywamy proces przejścia ze stanu ciekłego w stan stały, w czasie, którego następuje krzepnięcie ciekłego metalu w postaci kryształów. Procesowi temu towarzyszy zmniejszenie się energii swobodnej układu. w przypadku gdy temperatura ciekłego metalu spadnie nieco poniżej temperatury krystalizacji czyli temperatury równowagi faz; ciekłej i stałej.

W procesie krystalizacji wyodrębnia się dwa elementarne procesy: tworzenie się zarodków krystalizacji oraz wzrost tych zarodków.

Obydwa te procesy przebiegają jednocześnie, a ich wynikiem jest utworzenie się kryształów. Ze względu na warunki pojawiania się zarodków krystalizacji rozróżnia się zarodkowanie homogeniczne i heterogeniczne. W przypadku zarodkowania homogenicznego, zarodkami krystalizacji są grupy atomów fazy ciekłej, stanowiące zespoły bliskiego uporządkowania. Muszą one osiągnąć wielkość krytyczną, co na ogół wymaga dużych przechłodzeń. W przypadku zarodkowania heterogenicznego, powstawanie zarodków następuje na powierzchniach fazy stałej stykającej się z cieczą. W tym przypadku krystalizacja przebiega przy znacznie mniejszym przechłodzeniu niż w zarodkowaniu homogenicznym.

Czytaj dalej...

środa, 25 marca 2009

PROCESY OBRÓBKI CIEPLNEJ - Odpuszczanie

Odpuszczanie polega na nagrzaniu stali zahartowanej do temperatury niższej od Ac1, wygrzaniu w tej temperaturze i chłodzeniu do temperatury pokojowej. W zależności od tempera-tury, w której prowadzony jest proces, rozróżnia się odpuszczanie:
• niskie 100-250°C,
• średnie 250-500°C,
• wysokie 500°C - Ac1.

Czytaj dalej...

PROCESY OBRÓBKI CIEPLNEJ - Hartowanie

Hartowanie polega na nagrzaniu stali do temperatury austenityzowania, krótkim wygrzaniu w tej temperaturze i oziębieniu z szybkością umożliwiającą uzyskanie struktury martenzytycz-nej lub bainitycznej. Podczas hartowania stali niestopowych oraz stali niskostopowych materiał nagrzewamy do temperatury 30-50°C powyżej linii GSK. Natomiast stale wysokostopowe (nierdzewne, szybkotnące) nagrzewamy do temperatur znacznie wyższych (1100-1200°C) w celu rozpuszczenia się w austenicie węglików i maksymalnego nasycenia roztworu stałego pierwiastkami stopowymi. W zależności od sposobu chłodzenia wyróżnia się hartowanie zwykłe (ciągłe), stopniowe oraz z przemianą izotermiczną.

Czytaj dalej...

PROCESY OBRÓBKI CIEPLNEJ - Wyżarzanie

Przez wyżarzanie rozumie się zabiegi cieplne, których celem jest uzyskanie struktury w obrabianym materiale zbliżonej do stanu równowagi termodynamicznej. Wyżarzanie polega na nagrzaniu materiału do określonej temperatury, wygrzaniu w tej temperaturze i chłodzeniu z odpowiednią szybkością. Ze względu na temperaturę, w której wyżarzanie przebiega, dzieli się je na wyżarzanie: z przekrystalizowaniem i bez przekrystalizowania.

Czytaj dalej...

PROCESY OBRÓBKI CIEPLNEJ

Obróbka cieplna ma na celu zmianę właściwości poprzez zmianę struktury, lecz bez zmiany kształtu obrabianego przedmiotu. W zależności od parametrów obróbki cieplnej oraz zmian zachodzących w strukturze pod wpływem obróbki cieplnej wyróżnia się: wyżarzanie, hartowanie, odpuszczanie, przesycanie i starzenie.

Czytaj dalej...

PRZEMIANY FAZOWE PODCZAS OBRÓBKI CIEPLNEJ - Przemiana martenzytyczna

Przemiana martenzytyczna zachodzi w stalach po przechłodzeniu austenitu poniżej temperatury Ms (ang. martensite start) z prędkością równą lub większą od prędkości krytycznej. W wyniku powyższej przemiany powstaje martenzyt tj. przesycony roztwór węgla w żelazie "alfa", o strukturze tetragonalnej. Martenzyt cechuje wysoka twardość i mała ciągliwość.

Czytaj dalej...

PRZEMIANY FAZOWE PODCZAS OBRÓBKI CIEPLNEJ - Przemiana bainityczna

Przemiana bainityczna zachodzi w stalach pomiędzy temperaturą najmniejszej trwałości austenitu a temperaturą początku przemiany martenzytycznej. Podczas chłodzenia izotermicz-nego w zależności od temperatury przemiany rozróżnia się bainit górny, tworzący się w zakre-sie temperatury poniżej minimalnej trwałości austenitu a temperaturą 350-400°C oraz bainit dolny powstający w temperaturze pomiędzy 350-400°C a temperaturą początku przemiany martenzytycznej.

Czytaj dalej...

PRZEMIANY FAZOWE PODCZAS OBRÓBKI CIEPLNEJ - Przemiana perlityczna

Przemiana perlityczna zachodzi po ochłodzeniu austenitu do zakresu temperatur pomiędzy temperaturą Ar1, a temperaturą minimalnej trwałości austenitu 500-550°C. W jej wyniku z austenitu powstaje mieszanina eutektoidalna złożona z płytek ferrytu i cementytu zwana perlitem.

Czytaj dalej...

PRZEMIANY FAZOWE PODCZAS OBRÓBKI CIEPLNEJ - Przemiany podczas chłodzenia

Austenit jest fazą trwałą tylko w pewnym zakresie temperatur i po ochłodzeniu poniżej temperatury Ar, ulega przemianie perlitycznej, bainitycznej lub martenzytycznej. Rozpoczęcie przemiany austenitu wymaga pewnego czasu zwanego „czasem inkubacji austenitu”, który jest potrzebny do przegrupowania atomów oraz powstania zarodków nowej fazy. Czas inkubacji austenitu przy chłodzeniu izotermicznym zależy przede wszystkim od temperatury i jest najdłuższy w temperaturze bezpośrednio poniżej temperatury A1. Wraz z obniżeniem temperatury czas trwałości przechłodzonego austenitu ulega skróceniu osiągając minimum w temperaturze 500-550°C. Poniżej temperatury 550°C czas inkubacji austenitu wydłuża się aż do osiągnięcia temperatury początku przemiany martenzytycznej.

Czytaj dalej...

PRZEMIANY FAZOWE PODCZAS OBRÓBKI CIEPLNEJ - Przemiana austenityczna

Przemiana austenityczna
Podczas nagrzewania stali, powyżej temperatury Ac1, rozpoczyna się przemiana perlitu w austenit, nazywana przemianą austenityczną. Bezpośrednio po zakończeniu przemiany austenitycznej otrzymany austenit jest niejednorodny i do pełnego wyrównania koncentracji węgla i innych pierwiastków stopowych konieczne jest dalsze wygrzewanie.

Czytaj dalej...

Operacja obróbki cieplnej

Operacja obróbki cieplnej jest to część procesu technologicznego (np. hartowanie, wyżarzanie) która jest wykonywana w sposób ciągły, przeważnie na jednym stanowisku roboczym, natomiast zabiegiem nazywamy część operacji (np. nagrzewanie, wygrzewanie, chłodzenie). Podstawowymi parametrami, które decydują o przemianach fazowych są:
szybkość nagrzewania, temperatura wygrzewania, czas nagrzewania, wygrzewania i chłodzenia oraz szybkość chłodzenia w zależności od temperatury wygrzewania.

Czytaj dalej...

wtorek, 24 marca 2009

Obróbka cieplna stopów żelaza

Obróbka cieplna jest to zabieg lub połączenie zabiegów cieplnych, pod wpływem krórych zmienia się w stanie stałym strukturę stopów, a tym samym ich własności chemiczne, fizyczne i mechaniczne w celu dostosowania ich do wymaganych warunków.
Rozróżniamy obróbkę cieplną zwykłą i obróbkę cieplno-chemiczną, przy której obok czynników temperatury i czasu występuje jeszcze chemiczne oddziaływanie ośrodka, w którym odbywa się grzanie.

Czytaj dalej...

niedziela, 15 marca 2009

STATYKA

STATYKA jest to dział mechaniki zajmujący się badaniem praw równowagi ciał materialnych znajdujących się pod działaniem sił.
Podstawowymi pojęciami statyki są: siła, para sił i moment siły;

Podstawowymi zasadami:

1) równoważenie się działającego na bryłę sztywną układu 2 sił, o jednakowej wielkości, leżących na 1 prostej i przeciwnie skierowanych;

2) możliwość zastąpienia każdego układu sił, działających na bryłę sztywną, innym układem sił mu równoważnym, tzn. mającym równą sumę sił i sumę momentów sił względem tego samego, dowolnie wybranego punktu;

3) niezakłócenie równowagi układu mech. przez nałożenie nowych więzów.Zależnie od fiz. właściwości rozpatrywanych obiektów rozróżnia się: statykę bryły sztywnej, statykę ciała sprężystego, statykę cieczy (hydrostatyka) i statykę gazu (aerostatyka).

Pod względem metodologicznym statykę dzieli się na: statykę geometryczną, która rozpatruje zagadnienie sprowadzenia układu sił działających na ciało do postaci najprostszej oraz zagadnienie warunków równowagi tych układów,statykę analityczną, której podstawą jest zasada prac wirtualnych, określa ogólne warunki równowagi dowolnego układu mech., oraz statykę wykreślną (grafostatykę), posługującą się metodami graficznymi przy rozwiązywaniu zagadnień statyki ciał sztywnych i sprężystych (jej podstawowymi elementami są wielobok sił i wielobok sznurowy).

Czytaj dalej...

KINEMATYKA

KINEMATYKA jest to dział mechaniki zajmujący się badaniem geom. właściwości ruchu ciał bez uwzględnienia ich cech fizycznych i działających na nie sił.
W zależności od właściwości badanych obiektów kinematyka dzieli się na: kinematykę punktu materialnego i bryły sztywnej oraz kinematykę ośrodków odkształcalnych; Do podstawowych pojęć kinematyki należą: czas, przestrzeń i ruch.


Ruch każdego punktu ciała jest opisany za pomocą wielkości wektorowych: położenia, prędkości i przyspieszenia oraz związanych z nimi pojęć toru i hodografu. 
Podstawowymi zadaniami kinematyki punktu materialnego i bryły sztywnej są: opis ich ruchu względem ustalonego układu odniesienia i wyznaczanie wszystkich wielkości kinematycznych charakteryzujących ruch oraz badanie ruchów względem kilku poruszających się układów odniesienia i wyznaczanie zależności między wielkościami charakteryzującymi te ruchy.

Do zagadnień kinematyki ośrodków odkształcalnych należy ogólna teoria odkształceń, ustalanie metod opisu ruchu ośr. ciągłego oraz formułowanie związków wyrażających warunki ciągłości ośrodka.

Czytaj dalej...

Dynamika

DYNAMIKA jest to dział mechaniki badający ruch i równowagę ciał materialnych pod wpływem działających na nie sił.
W zależności od względnych prędkości ciał dzieli się na dynamikę nierelatywistyczną (gdy względne prędkości ciał są małe w porównaniu z prędkością światła) i dynamikę relatywistyczną (gdy względne prędkości ciał są porównywalne z prędkością światła).
W zależności od właściwości badanych obiektów rozróżnia się:
-dynamikę punktu materialnego i układu punktów materialnych (swobodnych i nieswobodnych)
-dynamikę bryły sztywnej
-dynamikę ciał o zmiennej masie
-dynamikę ciał sprężystych i odkształcalnych (teoria sprężystości i teoria plastyczności)
-dynamikę cieczy i gazów (hydrodynamika i aerodynamika).

Czytaj dalej...

niedziela, 8 marca 2009

Aluminium

Aluminium (glin) jest to metalem lekkim, srebrzystobiałym, kowalnym. Dobrze przewodzi ciepło i elektryczność. Wykazuje dużą odporność na korozję. Na powietrzu pokrywa się cienką warstwą tlenku AI2O3 chroniącą przed korozją atmosferyczną, działaniem wody, stężonego kwasu azotowego, licznych kwasów organicznych, a także siarkowodoru. Kwasy redukujące HCL, HF, woda morska, pary i jony rtęci powodują przyspieszenie korozji. Rozpuszczając się w kwasach tworzy sole glinowe, a w mocnych zasadach - hydroksygliniany. Bezpośrednio reaguje z tlenem, fluorowcami, a w temperaturze powyżej 700 °C także z azotem, węglem i siarką. W celu zwiększenia odporności na korozję aluminium może być poddane tzw. anodowaniu, tj. elektrolitycznemu procesowi wytworzenia powłoki tlenkowej, połączonemu z barwieniem powierzchni metalu na różne kolory. Glin zajmuje trzecie miejsce pod względem zawartości w skorupie ziemskiej.

660,1 °C - temperatura topnienia
2520 °C- temperatura wrzenia
2,70 g/cm3- gęstość


Najważniejsze związki:- tlenek,- wodorotlenki,- siarczan,- węglik,- azotek,- ałuny,- gliniany,- glinokrzemiany. Najważniejsze minerały:- ortoklaz,- biotyt,- muskowit,- nefelin,- kaolinit,- korund,- hydralgirit,- diaspor,- bemit. OtrzymywanieGłównym surowcem do produkcji aluminium są boksyty (mieszanina mineralna diasporu, hydralgiritu i bemitu z domieszkami krzemionki, tlenków tytanu, tlenków i wodorotlenków żelaza) o zawartości AI2O3>30%.Proces produkcji Al składa się z 3 etapów:1 etap otrzymywanie z boksytów czystego tlenku glinu (min. 98,5% AI2O3 - odmiana a i y) 2 etap elektroliza tlenku glinowego rozpuszczonego w elektrolicie (głównie kriolit Na3AIF6 + fluorek glinu AIF3 + MgF2 + CaF2). Proces odbywa się w elektrolizerze, w którym dno stanowi węglowa katoda w kształcie wanny, a anodą jest blok węglowy zawieszony nad katodą i zanurzony w elektrolicie. Bardziej elektrododatni vfl stosunku do jonu Na+ jon AI3+łatwiej przyłącza elektrony z katody i ulega zobojętnieniu w pierwszej kolejności AI3+ + 3e -" Al. Podstawowe reakcje to: AI2O3 + 3C -" 2AI + SCO, 2AI2O3 + 3C - 4AI + 3CO2. Okresowo dokonuje się spustu metalu przy użyciu rury syfonowej połączonej z kadzią próżniową, uzupełnia się tlenek glinu w elektrolicie (do ok. 8%) i samospiekającą się masę anodową w anodzie. Otrzymane aluminium w hucie zawiera 99,0-^99,8% Al. 3 etap rafinacja (ogniowa, elektrolityczna, strefowa i inne). Aluminium rafinowane to 99,95-^99,9999% Al w zależności od metody i zawartości Al w metalu przed procesem rafinacji.

Zastosowanie ALUMINIUM o określonej czystości:
na przewody elektryczne
do produkcji stopów
na urządzenia dla przemysłu spożywczego
do produkcji wyrobów codziennego użytku
na opakowania artykułów spożywczych -folia
w elektronice i elektrotechnice
do budowy specjalnej aparatury chemicznej
do aluminiowania
do odtleniania stali
w stanie sproszkowanym do:
wydzielania niektórych metali z ich tlenków
wytwarzania wysokiej temperatury (aluminotermia)
farb ochronnych
wyrobu materiałów wybuchowych i ogni sztucznych

STOPÓW ALUMINIUM:
jako materiał konstrukcyjny (głównie w przemyśle lotniczym, samochodowym, okrętowym, kolejowym, w budownictwie)
w przemyśle chemicznym i spożywczym
na elementy dekoracyjne

Czytaj dalej...