PL222255B1

PL222255B1 - Sposób wytwarzania elementów metalowych

Info

Publication number: PL222255B1
Application number: PL395132A
Authority: PL
Inventors: Przemysław Mazurek; Przemysław Łągiewka
Original assignee: R&D Project Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2011-06-06
Filing date: 2011-06-06
Publication date: 2016-07-29
Also published as: PL395132A1

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 222255 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 395132 ^{(51) Int.Cl.}

C10M 169/00 (2006.01) B23Q 39/00 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 06.06.2011 (54)

Sposób wytwarzania elementów metalowych

(43) Zgłoszenie ogłoszono:	(73) Uprawniony z patentu: EGC SEED CAPITAL SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Łódź, PL
17.12.2012 BUP 26/12 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	(72) Twórca(y) wynalazku: PRZEMYSŁAW MAZUREK, Łódź, PL PRZEMYSŁAW ŁĄGIEWKA, Kowary, PL
29.07.2016 WUP 07/16	(74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Adam Pawłowski

PL 222 255 B1

Opis wynalazku

Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania elementów metalowych, w szczególności komponentów maszyn.

Wytwarzanie elementów metalowych stanowiących komponenty maszyn, takie jak tłoki, pierścienie, zębatki, obudowy, tłoczniki, formy itp. obejmuje wiele etapów obróbki, zwykle obróbki skrawaniem, surowca metalowego w postaci pręta lub bloku. Obróbka skrawaniem może obejmować toczenie, wiercenie, frezowanie, cięcie, gwintowanie i tym podobne. W celu zapewnienia optymalnych warunków pracy narzędzia skrawającego, to znaczy chłodzenia narzędzia w trakcie pracy i zapewnienia dobrego poślizgu pomiędzy narzędziem skrawającym a obrabianym elementem, stosuje się oleje emulgujące.

Znane są oleje emulgujące oparte na wysokorafinowanym oleju mineralnym, zawierające emulgatory anionowe, inhibitory korozji oraz biocydy. Oleje emulgujące tego typu zostały opisane między innymi w polskich opisach patentowych nr 151900, 150355, 153735, 153736, 153737, 162560, 203929, 203930. Oleje emulgujące dostępne są na rynku, przykładowo EMULGOL ES-12 firmy Orlen Oil S.A. (Kraków), EMULGOL 42 GR firmy Lotos Oil S.A. (Gdańsk), w postaci koncentratów do sporządzania wodnych emulsji. Nie zapewniają one jednak wystarczająco dobrego smarowania pomiędzy narzędziem skrawającym a obrabianym elementem.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania elementów metalowych, w którym zapewni się dobre warunki pracy narzędziom skrawającym.

W sposobie wytwarzania elementów metalowych według wynalazku, w którym element surowy poddaje się obróbce skrawaniem obejmującej toczenie, wiercenie, frezowanie, cięcie i/lub gwintowanie, a do przestrzeni roboczej narzędzia skrawającego podaje się emulsję chłodząco-smarującą, podaje się w sposób ciągły emulsję chłodząco-smarującą zawierającą od 5% do 15% objętościowo oleju emulgującego o temperaturze zapłonu powyżej 200°C i lepkości kinematycznej w temp. 40°C w za₂ kresie 25-30 mm /s, od 3% do 15% objętościowo oleju roślinnego o temperaturze zapłonu powyżej ₂

200°C i lepkości kinematycznej w temp. 40°C w zakresie 30-35 mm²/s oraz wody, przy czym proporcje oleju roślinnego do oleju emulgującego wynoszą od 0,5:1 do 1:1, przy czym skład emulsji chłodząco-smarującej dobiera się w zależności od wykonywanej operacji i rodzaju obrabianego materiału, tak że:

- w operacji cięcia, toczenia, frezowania materiałów nieutwardzanych można podawać emulsję zawierającą od 5% do 10% objętościowo oleju emulgującego, od 3% do 5% objętościowo oleju roślinnego i wodę do 100% objętości;

- w operacji cięcia, toczenia, frezowania materiałów utwardzanych oraz wiercenia materiałów nieutwardzanych można podawać emulsję zawierającą od 5% do 10% objętościowo oleju emulgującego, od 5% do 10% objętościowo oleju roślinnego i wodę do 100% objętości;

- w operacji wiercenia materiałów utwardzanych i gwintowania materiałów utwardzanych i nieutwardzanych można podawać emulsję zawierającą od 10% do 15% objętościowo oleju emulgującego, od 10% do 15% objętościowo oleju roślinnego i wodę do 100% objętości.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia przykładowy schemat linii produkcyjnej do prowadzenia procesu wytwarzania elementów metalowych ze szczególnym uwzględnieniem obróbki skrawaniem.

Co najmniej część stanowisk linii produkcyjnej może być zautomatyzowana i sterowana numerycznie na podstawie projektu w formie elektronicznej opracowanego na stanowisku projektowym 11. W skład linii produkcyjnej wchodzą stanowiska obróbki skrawaniem, takie jak pilarki 21, tokarki 22, frezarki 23, oraz stanowiska dodatkowe, takie jak stanowiska hartowania 24, spawarki 25 i stanowiska kontroli jakości 26.

W rozwiązaniu według wynalazku zapewnia się dobre warunki pracy narzędziom skrawającym poprzez zastosowanie emulsji chłodząco-smarującej zawierającej od 5% do 15% objętościowo oleju emulgującego o temperaturze zapłonu powyżej 200°C i lepkości kinematycznej w temp. 40°C w za₂ kresie 25-30 mm²/s, od 3% do 15% objętościowo oleju roślinnego o temperaturze zapłonu powyżej ₂

200°C i lepkości kinematycznej w temp. 40°C w zakresie 30-35 mm²/s oraz wody do 100% objętości, przy czym proporcje oleju roślinnego do oleju emulgującego wynoszą od 0,5:1 do 1:1. Olejem roślinnym może być rafinowany olej rzepakowy. Emulsję chłodząco-smarującą sporządza się poprzez zmieszanie oleju emulgującego z olejem roślinnym w pożądanych proporcjach i dodanie odpowiedniej ilości wody tuż przed zastosowaniem emulsji w obrabiarce. Stały przepływ emulsji przez obrabiarkę zapewnia jej ciągłe mieszanie, a więc dobre rozprowadzenie olejów w wodzie.

PL 222 255 B1

Skład emulsji można dostosować do procesu obróbki w zależności od oporów występujących w danym procesie i twardości materiału:

P r z y k ł a d 1

Do obróbki skrawaniem dla operacji cięcia, toczenia, frezowania materiałów nieutwardzanych stosuje się emulsję zawierającą od 5% do 10% objętościowo oleju emulgującego, od 3% do 5% objętościowo oleju roślinnego i wodę do 100% objętości.

P r z y k ł a d 2

Do obróbki skrawaniem dla operacji cięcia, toczenia, frezowania materiałów utwardzanych oraz wiercenia materiałów nieutwardzanych stosuje się emulsję zawierającą od 5% do 10% objętościowo oleju emulgującego, od 5% do 10% objętościowo oleju roślinnego i wodę do 100% objętości.

P r z y k ł a d 3

Do obróbki skrawaniem dla operacji wiercenia materiałów utwardzanych i gwintowania materiałów utwardzanych i nieutwardzanych stosuje się emulsję zawierającą od 10% do 15% objętościowo oleju emulgującego, od 10% do 15% objętościowo oleju roślinnego i wodę do 100% objętości.

P r z y k ł a d 4

Do obróbki skrawaniem dla operacji cięcia, toczenia, frezowania materiałów nieutwardzanych stosuje się emulsję zawierającą 5% objętościowo oleju emulgującego, 3% objętościowo oleju roślinnego i 92% wody.

P r z y k ł a d 5

Do obróbki skrawaniem dla operacji cięcia, toczenia, frezowania materiałów nieutwardzanych stosuje się emulsję zawierającą 10% objętościowo oleju emulgującego, 5% objętościowo oleju roślinnego i 85% wody.

P r z y k ł a d 6

Do obróbki skrawaniem dla operacji cięcia, toczenia, frezowania materiałów utwardzanych oraz wiercenia materiałów nieutwardzanych stosuje się emulsję zawierającą 5% objętościowo oleju emulgującego, 5% objętościowo oleju roślinnego i 90% wody.

P r z y k ł a d 7

Do obróbki skrawaniem dla operacji cięcia, toczenia, frezowania materiałów utwardzanych oraz wiercenia materiałów nieutwardzanych stosuje się emulsję zawierającą 10% objętościowo oleju emulgującego, 10% objętościowo oleju roślinnego i 80% wody.

P r z y k ł a d 8

Do obróbki skrawaniem dla operacji wiercenia materiałów utwardzanych i gwintowania materiałów utwardzanych i nieutwardzanych stosuje się emulsję zawierającą 10% objętościowo oleju emulgującego, 10% objętościowo oleju roślinnego i 80% wody.

P r z y k ł a d 9

Do obróbki skrawaniem dla operacji wiercenia materiałów utwardzanych i gwintowania materiałów utwardzanych i nieutwardzanych stosuje się emulsję zawierającą 15% objętościowo oleju emulgującego, 15% objętościowo oleju roślinnego i 70% wody.

Dla każdego z powyższych przykładów stwierdzono lepsze smarowanie pomiędzy narzędziem skrawającym a obrabianym elementem, dające w wyniku element o większej gładkości i zwiększające trwałość narzędzia skrawającego, liczoną jako liczba wytworzonych za pomocą tego narzędzia elementów zanim dojdzie do jego nieakceptowanego stępienia, o ok. 5%-10%.

Poniżej zostanie opisany przykład wytwarzania elementu metalowego w postaci osi koła, składającej się z osi, tarczy i wsporników. W pierwszym etapie opracowano na stanowisku projektowym 11 projekty cyfrowe osi, tarczy i wsporników. Następnie, pręt walcowany Φ50 mm docięto na jednej z pilarek 21 (z wykorzystaniem emulsji według Przykładu 1), toczono zgrubnie na jednej z tokarek 22 (z wykorzystaniem emulsji według Przykładu 1), zahartowano na stanowisku hartowania 24, toczono dokładnie na jednej z tokarek 22 (z wykorzystaniem emulsji według Przykładu 2), gwintowano na jednej z tokarek 22 (z wykorzystaniem emulsji według Przykładu 3) a następnie wyfrezowano kanalik na jednej z frezarek 23 (z wykorzystaniem emulsji według Przykładu 2), celem uformowania osi. W innym ciągu czynności poddano obróbce płaskownik o przekroju 14x6 mm, który docięto na jednej z pilarek 21 (z wykorzystaniem emulsji według Przykładu 1) i frezowano na jednej z frezarek 23 (z wykorzystaniem emulsji według Przykładu 1), celem uformowania wsporników. W kolejnym ciągu czynności, poddano obróbce pręt walcowany Φ200 mm, który pocięto na tarcze na jednej z pilarek 21 (z wykorzystaniem emulsji według Przykładu 1), toczono dokładnie na jednej z tokarek 22 (z wykorzystaniem emulsji według Przykładu 1), nawiercono na jednej z frezarek 23 (z wykorzystaniem emulsji

PL 222 255 B1 według Przykładu 2), a następnie gwintowano na jednej z tokarek 22 (z wykorzystaniem emulsji według Przykładu 2), celem uformowania tarczy. Następnie, wytworzone elementy poddano kontroli jakości na stanowisku 26, a prawidłowo wykonane elementy ze sobą zespawano na stanowisku 25 i ponownie poddano kontroli jakości na stanowisku 26.

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Sposób wytwarzania elementów metalowych, w którym element surowy poddaje się obróbce skrawaniem obejmującej toczenie, wiercenie, frezowanie, cięcie i/lub gwintowanie, a do przestrzeni roboczej narzędzia skrawającego podaje się emulsję chłodząco-smarującą, znamienny tym, że podaje się w sposób ciągły emulsję chłodząco-smarującą zawierającą od 5% do 15% objętościowo oleju emulgującego o temperaturze zapłonu powyżej 200°C i lepkości kinematycznej w temp. 40°C w za₂ kresie 25-30 mm /s, od 3% do 15% objętościowo oleju roślinnego o temperaturze zapłonu powyżej ₂

200°C i lepkości kinematycznej w temp. 40°C w zakresie 30-35 mm²/s oraz wody, przy czym proporcje oleju roślinnego do oleju emulgującego wynoszą od 0,5:1 do 1:1, przy czym skład emulsji chłodząco-smarującej dobiera się w zależności od wykonywanej operacji i rodzaju obrabianego materiału, tak że:

- w operacji cięcia, toczenia, frezowania materiałów nieutwardzanych podaje się emulsję zawierającą od 5% do 10% objętościowo oleju emulgującego, od 3% do 5% objętościowo oleju roślinnego i wodę do 100% objętości;

- w operacji cięcia, toczenia, frezowania materiałów utwardzanych oraz wiercenia materiałów nieutwardzanych podaje się emulsję zawierającą od 5% do 10% objętościowo oleju emulgującego, od 5% do 10% objętościowo oleju roślinnego i wodę do 100% objętości;

- w operacji wiercenia materiałów utwardzanych i gwintowania materiałów utwardzanych i nieutwardzanych podaje się emulsję zawierającą od 10% do 15% objętościowo oleju emulgującego, od 10% do 15% objętościowo oleju roślinnego i wodę do 100% objętości.

Departament Wydawnictw UPRP