SlideShare une entreprise Scribd logo
1  sur  12
Télécharger pour lire hors ligne
Nekonvencionalni postupci obrade                     Obrada abrazivnom vodenim mlazom



          UNIVERZITET U NOVOM SADU-FAKULTET
                   TEHNIČKIH NAUKA




 NEKONVENCIONALNI POSTUPCI OBRADE

          OBRADA ABRAZIVNIM VODENIM
               MLAZOM ( AWJM )
   KARAKTERISTIKE PROCESA I FAKTORI KOJI UTIČU NA
                 KVALITET OBRADE




                                      Čanak Saša


                                   26.01.2011 Novi Sad



Č. Saša                                                                  1
Nekonvencionalni postupci obrade              Obrada abrazivnom vodenim mlazom




Saržaj:
1. Uvod …………………….....................................1
2. Osnovi procesa obrade…………......................1
3. Karakteristike obrađene površine ..................3
4. Uticaj parametara obrade na kvalitet..............6
5. Zaključak.......................................... ................ 7
6. Literatura ..........................................................8




Č. Saša                                                           2
Nekonvencionalni postupci obrade                      Obrada abrazivnom vodenim mlazom



1. Uvod
    Savremeni tehnološki razvoj u svetu karakteriše pronalazak velikog broja novih
materijala, koji nalaze primenu u različitim oblastima ljudske delatnosti. Kod većine
ovih materijala obrada konvencionalnim tehnologijama predstavlja veliki problem
zbog loma i habanja alata, neekonomičnosti ili čak, nemogućnosti obrade. To je
uslovilo pojavu novih nekonvencionalnih tehnologija obrade, kod kojih se obrada
izvodi bez uobičajnih ograničenja u odnosu na svojstvo obradivosti materijala.
    Obrada abrazivnim vodenim mlazom ( Abrasive Water Jet Machining ) relativno
je nova nekonvencionalna tehnologija obrde odvajanjem čestica, koja je za kratko
vreme našla svoje mesto u različitim granama industrijske proizvodnje.
    Korišćenje abrazivnog vodenog mlaza za obradu materijala počelo je ranih
osamdesetih godina XX veka. Godine 1980. abrazivni vodeni mlaz je upotrebljen za
sečenje čelika, stakla i betona, a 1983. godine je prodata prva komercijalna mašina za
obradu automobilskog stakla. Nova tehnika sečenja najpre je prihvaćena u
automobilskoj i avio industriji, gde je korišćena za obradu materijala kao što su:
nerđajući čelik, titan i kompoziti ojačani ugljeničnim vlaknima. Od tada je obrada
abrazivnim vodenim mlazom prihvaćena i u ostalim industrijama, kao što su:
metaloprerađivačka, industrija stakla, građevinarstvo, brodogradnja itd.




2. Osnovi procesa obrade
    Sama tehnologija je nastala kao posledica želje da se ukombinuju dobre osobine
obrade abrazivnim mlazom (AJM) i obrada vodenim mlazom (WJM), tj. da se dobije
tehnologija obrade kojom će moći da se obrađuje veliki broj materijala, relativno
velikom brzinom, a da pritom u zoni kontakta ne dođe do termičkih promena zbog
čega je ova tehnologija postala konkurentna za sve veći broj industrijskih primena.
    Mehanizam obrade se zasniva na eroziji. Alat je abrazivni vodeni mlaz, tj. uzani
mlaz vode velike brzine, nastao isticanjem vode kroz mlaznicu malog prečnika, kome
su dodate čestice abraziva. Vodeni mlaz prenosi kinetičku energiju na čestice abraziva
dajući im brzinu, pri čemu čestice vrše obradu sličnu brušenju.




Č. Saša                                                                   3
Nekonvencionalni postupci obrade                         Obrada abrazivnom vodenim mlazom




               Slika 2. Obrada abrazivnim vodenim mlazom.

    Najčešće operacije koje se ovom vrstom obrade mogu izvoditi su: sečenje,
poliranje površina, čišćenje površina itd.
   Savremene instalacije za obradu abrazivnim vodenim mlazom rade sa pritiskom vode i
preko 4000 bar, pri čemu vodeni mlaz dostiže brzine i do 900 m/s.

    Pri obradi abrazivnim vodenim mlazom se
koristi specijalno konstruisana radna glava. Voda
pod visokim pritiskom prolazi kroz prigušnicu čiji
jeotvor da, slika 3. i ulazi u komoru za mešanje.
U komoru za mešanje se dozira i abrazivni prah
koji se meša sa vodom. Ovako dobijena abrazivna
mešavina prolazi kroz prigušnicu (mlaznicu) čiji
je otvor dc, i stvara abrazivni vodeni mlaz, koji
se sužava i usmerava na obradak tzv. abrazivnom
mlaznicom od tvrdog metala čiji je prečnik otvora
od 0,72 do 1,2mm. Zahvaljujući dodatom abrazivu
učinak sečenja abrazivnim vodenim mlazom je
više stotina puta veći od učinka sečenja čistim
vodenim mlazom. Dizne komora za mešanje vode
i abraziva moraju biti otporne na habanje, pa se          Slika 3. Šema protoka i
zbog toga iste proizvode od kvalitetnijih materijala      mešanja vode i abraziva
npr. volframkarbida, borkarbida ili bor nitride.

    Sečenje abrazivnim vodenim mlazom steklo je popularnost zbog mogućnosti
sečenja velikog broja različitih materijala i širokog opsega debljina. Materijale koji su
reflektivni, osetljivi na toplotu ili imaju veliki koeficijent provođenja toplote takođe je
moguće seći abrazivnim vodenim mlazom.
    Sečenje abrazivnim vodenim mlazom se primenjuje, pre svega, za sečenje tvrdih
materijala kao što su metali, kamen, keramika, staklo, kompozitni materijali itd.


Č. Saša                                                                       4
Nekonvencionalni postupci obrade                          Obrada abrazivnom vodenim mlazom


    Materijali, kao što su: nerđajići čelik, legirani čelik, titan i tvrde legure, dobro se
seku i to bez štetnog uticaja na material. Kod materijala veće debljine (preko 6mm)
tačnost i kvalitet površine reza su superjorni u odnosu na termičke metode sečenja.
    U tabeli 1.1 prikazani su osnovni parametric rezanja nekih metalnih i nemetalnih
materijala abrazivnim vodenim mlazom i postignute brzine rezanja.


                                   Debljina    Prečnik     Radni     Protok        Brzina
       MATERIJAL                   Materijal    Dizne     Pritisak    Vode       pomoćnog
                                      a         (mm)      (MPa)      (l/min)      Kretanja
                                    (mm)                                          (m/min)
            Malter                   220        0,8        200        13,7          0,2
            Beton                    160        0,8        200        13,7          0,2
Građevinski
 Material   Gvožđe+beto              100        0,8        200        13,7          0,1
            n
            Meki čelik               35         0,8        200        13,7         1,15
            Nerđajući čelik          30         0,8        200        13,7         1,15
  metali
            aluminijum               40         0,8        200        13,7         1,15
Tabela 1.1

     Kao abraziv se najčešće koriste: silicijumski pesak, silicijumkarbid, sitnin opiljci
gvožđa i dr. U zavisnosti od oblika abrazivnog mlaza on može biti dobar slika 4.a), ili
loš slika 4.b) i 4.c).




  Slika 4. Oblici abrazivnog vodenog mlaza.

3. KARAKTERISTIKE OBRAĐENE POVRŠINE
ABRAZIVNIM VODENIM MLAZOM
    Osnovne karakteristike površine obrađene abrazivnim vodenim mlazom su :
    • širina reza
    • koničnost reza i
    • hrapavost obrađene površine.

    Širina reza pruža predstavu o vrednosti najmanjeg unutrašnjeg radijusa koji se
može ostvariti u procesu sečenja. Širina reza,
takođe, utiče na putanju alata kako bi se
ostvarila tražena dimenziona tačnost. Pri
sečenju abrazivnim vodenim mlazom rez je
obično širi u gornjem, nego u donjem delu
što se može videti na slici 5.


Č. Saša                                                                        5
Nekonvencionalni postupci obrade                       Obrada abrazivnom vodenim mlazom


                                       Slika 5.
Razlog tome je što dubinom sečenja, energija mlaza opada, kao rezultat toga javlja se
’’konusnost reza’’.

    Konusnost reza (slika 6.) je od interesa jer pruža predstavu o mogućnosti
naleganja predmeta preko površine reza, tj. Dali je potrebna naknadna obrada.
definisana je preko vrednosti odstupanja
od upravnosti (u) stranice reza, koja
predstavlja rastojanje između dve parale-
lne linije koje ograničavaju gornju i donju
ivicu površine stranice reza i nagiba reza
koji odgovara uglu za koji je površina
stranice reza nagnuta u odnosu na vertika-
lnu ravan.

                                                         Slika 6.

     Hrapavost površine reza (slika 7.) definiše se pomoću srednje visine neravnina Rz ,
ili srednjeg aritmetičkog odstupanja profila RA.
Površina reza nikad ne može biti idealno glatka.
Sastoji se od mikroneravnina u obliku brazdi
nastalih u toku procesa obrade. Pored mikrone-
ravnina, postoje i makroneravnine, koje mogu
biti periodično ponovljive (ogrebotine, jamice,
naprsline) i posledica su slučajnih grešaka.



                                                         Slika 7.


    Sve ove karakteristike ukazuju na kvalitet obrađene površine. Karakterističan
izgled površina obrađenih abrazivnim vodenim mlazom prikazan je na slikama 8 i 9.




Slika 8. Izgled površine obrađene abrazivnim vodenim mlazom.



Č. Saša                                                                    6
Nekonvencionalni postupci obrade                             Obrada abrazivnom vodenim mlazom




a) Visok kvalitet obrađene površine sa malim   b) Nizak kvalitet obrađene površine na
brzinama kretanja predmeta i manjom            izlasku mlaza pri velikim brzinama produktivnošću
rezanja                                        kretanja predmeta i velikom
                                               produktivnošću rezanja

    Slika 9. Uticaj brzine kretanja predmeta obrade na kvalitet obrađene površine.


    Sa slika 8. i 9. se jasno vidi da se karakteristike obrađene površine menjaju u zavisnosti od
brzine kretanja predmeta obrade.




    Karakteristike obrađene površine zavise od niza parametara, kao što je radni
pritisak vode, vrsta abraziva koja se koristi, udaljenost mlaznice od površine predmeta
obrade, protok abraziva, materijal predmeta obrade itd.
    Na slici 10 prikazan je različit kvalitet obrađene površine.
    Površina 1 se dobija kada je potrebna velika brzina sečenja (velika produktivnost)
iz mali kvalitet i tačnost obrade. Takođe, ovakva površina se može dobiti sa velikim
prečnikom mlaznice, malim ili nedovoljnim pritiskom vode ili starom (oštećemnom)
mlaznicom.
    Površina 2 se takođe dobija kada zahtevi za tolerancijom dela i kvalitetom
površine nisu dominantni. U ovom slučaju kvalitet površine je određen samo brzinom
većom brzinom kretanja predmeta obrade.
    Kvalitet površine 3 je najčešće zahtevan. U ovom slučaju postignuto je
usklađivanje brzine predmeta obrade, pritiska mlaza vode, protoka i količine abraziva
   Kvalitet površine 4 je bolji od kvaliteta površine 3 i dobijen je smanjenjem brzine kretanja
predmeta obrade.
   Kvalitet površine 5 je veoma visok i postiže se kod visoko preciznih delova, ali sa veoma
malim brzinama predmeta obrade pri čemu vreme obrade nije kriterijum za izbor režima
obrade.




    1.              2.              3.           4.            5.

 Slika10. Različit kvalitet obrade abrazivnim vodenim mlazom.


Č. Saša                                                                            7
Nekonvencionalni postupci obrade                             Obrada abrazivnom vodenim mlazom



4. Uticaj parametara obrade abrazivnim vodenim mlazom
na kvalitet obrađene površine
    Uticaj parametara obrade abrazivnim vodenim mlazom na kvalitet obrađene površine
razmatran je kroz ispitivanja uticaja: - udaljenosti mlaznice od obrađivane površine,
                                       - pomoćne brzina (brzine kretanja predmeta obrade) i
                                        - radnog pritiska vode na srednju visinu neravnina Rz.

   Na slici 11. je prikazan uticaj udaljenosti mlaznice
od površine obrade na hrapavost obrađene površine,
na različitim dubinama reza. Uočava se da sa porastom
udaljenosti mlaznice od površine predmeta obrade
raste i parametar hrapavost obrađene površine Rz.
Takođe uočava se da parametar Rz naglo raste kada
se mlaznica udalji od obrađivane površine više od
3 mm, tako da hrapavost postaje velika nezavisno od
Dubine reza. Takođe, može se zaključiti da smanjivanje
rastojanja mlaznice od površine predmeta ispod 2 mm
ne dovodi do smanjenja hrapavosti. To znači da postoji
optimalno rastojanje mlaznice od predmeta obrade,
koje je u ovom slučaju oko 2 mm.
                                                                        Slika 11
   Na slici 12. je prikazan uticaj pomoćne brzine na
paramatar hrapavosti obrađene površine Rz, na
različitim dubinama reza. Sa dijagrama se vidi da
se sa povećanjem pomoćne brzine povećava i Rz.
Za vrednosti pomoćne brzine od 10 mm/min, Rz
je duplo manje nego za vrednosti pomoćne brzine
od 50 mm/min, na istoj dubini reza. Može se
zaključiti da sa povećanjem pomoćne brzine
hrapavost na većim dubinama reza značajno
raste, a da u oblastima manjih brzina pomoćnog
kretanja kvalitet po dubini reza je približno
konstantan. Takođe, smanjenjem brzine pomoćnog
kretanja ispod 20 mm/min, u ovom slučaju ne
 dovodi do povećanja kvaliteta obrađenepovršine.                                       Slika 12.

 Na slici 13. je prikazan uticaj radnog pritiska vode
na parametar hrapavosti obrađene površine Rz.
Može se uočiti da za veće vrednosti radnog
pritiska vode, parametar Rz ima manje vrednosti,
odnosno, hrapavost obrađene površine je manja.
Ova pojava je rezultat činjenice da se sa
povećanjem pritiska vode krti kristali abraziva
lome na manje, finije kristale, a finiji kristali
abraziva daju finiju obradu odnosno manju
hrapavost obrađene površine. I na ovom
dijagramu se primećuje da je hrapavost obrađene
površine veća na većim dubinama reza.
                                                                   Slika 13.



Č. Saša                                                                            8
Nekonvencionalni postupci obrade                      Obrada abrazivnom vodenim mlazom




4.Zaključak
    Zahtevi koji se postavljaju pred industrijsku proizvodnju po pitanju kvalitetne i
brze obrade uglavnom teškoobradivih materijala su poslednjih godina značajno
porasli. Ne traži se samo veća produktivnost, već i mogućnost izrade kompleksnih
delova visokog kvaliteta obrade. Tehnologija obrade abrazivnim vodenim mlazom
odlikuje se mnogim jedinstvenim karakteristikama i prednostima, što ovu tehnologiju
izdiže iznad drugih po pitanju potražnje. Velika prednost ove tehnologije u odnosu na
druge je ostvarenje hladnog reza što je čini nezamenjivom u pojedinim vrstama
obrade gde termičke tehnologije ne mogu dati zadovoljavajuće rezultate.




Č. Saša                                                                   9
Nekonvencionalni postupci obrade           Obrada abrazivnom vodenim mlazom



5.Literatura
   Prof. Dr Nedić B. i Mr Baralić J. ’’OBRADA ABRAZIVNIM VODENIM
MLAZOM I KVALITET OBRAĐENE POVRŠINE’’

   Mr Janković P. i prof. dr Radovanović M. ’’PRILOG ISTRAŽIVANJU
KVALITETA REZA KOD SEČENJA ABRAZIVNIM VODENIM MLAZOM’’

     Dragoje Milikić ’’NEKONVENCIONALNI POSTUPCI OBRADE’’




Č. Saša                                                        10
Nekonvencionalni postupci obrade           Obrada abrazivnom vodenim mlazom



5.Literatura
   Prof. Dr Nedić B. i Mr Baralić J. ’’OBRADA ABRAZIVNIM VODENIM
MLAZOM I KVALITET OBRAĐENE POVRŠINE’’

   Mr Janković P. i prof. dr Radovanović M. ’’PRILOG ISTRAŽIVANJU
KVALITETA REZA KOD SEČENJA ABRAZIVNIM VODENIM MLAZOM’’

     Dragoje Milikić ’’NEKONVENCIONALNI POSTUPCI OBRADE’’




Č. Saša                                                        10
Nekonvencionalni postupci obrade           Obrada abrazivnom vodenim mlazom



5.Literatura
   Prof. Dr Nedić B. i Mr Baralić J. ’’OBRADA ABRAZIVNIM VODENIM
MLAZOM I KVALITET OBRAĐENE POVRŠINE’’

   Mr Janković P. i prof. dr Radovanović M. ’’PRILOG ISTRAŽIVANJU
KVALITETA REZA KOD SEČENJA ABRAZIVNIM VODENIM MLAZOM’’

     Dragoje Milikić ’’NEKONVENCIONALNI POSTUPCI OBRADE’’




Č. Saša                                                        10

Contenu connexe

Tendances

Kotiranje,razmera i simboli u gradjevinarstvu 6.razred
Kotiranje,razmera i simboli u gradjevinarstvu  6.razredKotiranje,razmera i simboli u gradjevinarstvu  6.razred
Kotiranje,razmera i simboli u gradjevinarstvu 6.razredAna Todorovic
 
Begränsningsarea för en cylinder,kon och pyramid
Begränsningsarea för en cylinder,kon och pyramidBegränsningsarea för en cylinder,kon och pyramid
Begränsningsarea för en cylinder,kon och pyramidannmari
 
Teorijski ciklus rada
Teorijski ciklus radaTeorijski ciklus rada
Teorijski ciklus radaigoriv
 
Povratne i nepovratne promene
Povratne i nepovratne promenePovratne i nepovratne promene
Povratne i nepovratne promeneTozaNS
 
Proizvodnja električne energije
Proizvodnja električne energijeProizvodnja električne energije
Proizvodnja električne energijenadicagrujicic
 
Мерење и контрола у машинству.pptx
Мерење и контрола у машинству.pptxМерење и контрола у машинству.pptx
Мерење и контрола у машинству.pptxFhhTr
 
Formati papira, vrste linija i razmera
Formati papira, vrste linija i razmeraFormati papira, vrste linija i razmera
Formati papira, vrste linija i razmeraNatalija Diković
 
Od ideje do realizacije am
Od ideje do realizacije amOd ideje do realizacije am
Od ideje do realizacije amvidosava
 
Piramida i zarubljena_piramida
Piramida i zarubljena_piramidaPiramida i zarubljena_piramida
Piramida i zarubljena_piramidaBojan Maksimovic
 

Tendances (20)

Kotiranje,razmera i simboli u gradjevinarstvu 6.razred
Kotiranje,razmera i simboli u gradjevinarstvu  6.razredKotiranje,razmera i simboli u gradjevinarstvu  6.razred
Kotiranje,razmera i simboli u gradjevinarstvu 6.razred
 
Pravilni poligoni
Pravilni poligoniPravilni poligoni
Pravilni poligoni
 
reciklaža
reciklažareciklaža
reciklaža
 
Begränsningsarea för en cylinder,kon och pyramid
Begränsningsarea för en cylinder,kon och pyramidBegränsningsarea för en cylinder,kon och pyramid
Begränsningsarea för en cylinder,kon och pyramid
 
Osnovi elektronike
Osnovi elektronikeOsnovi elektronike
Osnovi elektronike
 
Teorijski ciklus rada
Teorijski ciklus radaTeorijski ciklus rada
Teorijski ciklus rada
 
Povratne i nepovratne promene
Povratne i nepovratne promenePovratne i nepovratne promene
Povratne i nepovratne promene
 
вода
водавода
вода
 
Proizvodnja električne energije
Proizvodnja električne energijeProizvodnja električne energije
Proizvodnja električne energije
 
Мерење и контрола у машинству.pptx
Мерење и контрола у машинству.pptxМерење и контрола у машинству.pptx
Мерење и контрола у машинству.pptx
 
Uvod u upravljanje projektima
Uvod u upravljanje projektimaUvod u upravljanje projektima
Uvod u upravljanje projektima
 
Izrada navoja i zupcanika
Izrada navoja i zupcanikaIzrada navoja i zupcanika
Izrada navoja i zupcanika
 
Voda
VodaVoda
Voda
 
машински материјали
машински материјалимашински материјали
машински материјали
 
Formati papira, vrste linija i razmera
Formati papira, vrste linija i razmeraFormati papira, vrste linija i razmera
Formati papira, vrste linija i razmera
 
Od ideje do realizacije am
Od ideje do realizacije amOd ideje do realizacije am
Od ideje do realizacije am
 
ELEKTRIČNA-STRUJA.pptx
ELEKTRIČNA-STRUJA.pptxELEKTRIČNA-STRUJA.pptx
ELEKTRIČNA-STRUJA.pptx
 
Ugao
Ugao Ugao
Ugao
 
Piramida i zarubljena_piramida
Piramida i zarubljena_piramidaPiramida i zarubljena_piramida
Piramida i zarubljena_piramida
 
Valjak
ValjakValjak
Valjak
 

Abrazivni vodeni mlaz1

  • 1. Nekonvencionalni postupci obrade Obrada abrazivnom vodenim mlazom UNIVERZITET U NOVOM SADU-FAKULTET TEHNIČKIH NAUKA NEKONVENCIONALNI POSTUPCI OBRADE OBRADA ABRAZIVNIM VODENIM MLAZOM ( AWJM ) KARAKTERISTIKE PROCESA I FAKTORI KOJI UTIČU NA KVALITET OBRADE Čanak Saša 26.01.2011 Novi Sad Č. Saša 1
  • 2. Nekonvencionalni postupci obrade Obrada abrazivnom vodenim mlazom Saržaj: 1. Uvod …………………….....................................1 2. Osnovi procesa obrade…………......................1 3. Karakteristike obrađene površine ..................3 4. Uticaj parametara obrade na kvalitet..............6 5. Zaključak.......................................... ................ 7 6. Literatura ..........................................................8 Č. Saša 2
  • 3. Nekonvencionalni postupci obrade Obrada abrazivnom vodenim mlazom 1. Uvod Savremeni tehnološki razvoj u svetu karakteriše pronalazak velikog broja novih materijala, koji nalaze primenu u različitim oblastima ljudske delatnosti. Kod većine ovih materijala obrada konvencionalnim tehnologijama predstavlja veliki problem zbog loma i habanja alata, neekonomičnosti ili čak, nemogućnosti obrade. To je uslovilo pojavu novih nekonvencionalnih tehnologija obrade, kod kojih se obrada izvodi bez uobičajnih ograničenja u odnosu na svojstvo obradivosti materijala. Obrada abrazivnim vodenim mlazom ( Abrasive Water Jet Machining ) relativno je nova nekonvencionalna tehnologija obrde odvajanjem čestica, koja je za kratko vreme našla svoje mesto u različitim granama industrijske proizvodnje. Korišćenje abrazivnog vodenog mlaza za obradu materijala počelo je ranih osamdesetih godina XX veka. Godine 1980. abrazivni vodeni mlaz je upotrebljen za sečenje čelika, stakla i betona, a 1983. godine je prodata prva komercijalna mašina za obradu automobilskog stakla. Nova tehnika sečenja najpre je prihvaćena u automobilskoj i avio industriji, gde je korišćena za obradu materijala kao što su: nerđajući čelik, titan i kompoziti ojačani ugljeničnim vlaknima. Od tada je obrada abrazivnim vodenim mlazom prihvaćena i u ostalim industrijama, kao što su: metaloprerađivačka, industrija stakla, građevinarstvo, brodogradnja itd. 2. Osnovi procesa obrade Sama tehnologija je nastala kao posledica želje da se ukombinuju dobre osobine obrade abrazivnim mlazom (AJM) i obrada vodenim mlazom (WJM), tj. da se dobije tehnologija obrade kojom će moći da se obrađuje veliki broj materijala, relativno velikom brzinom, a da pritom u zoni kontakta ne dođe do termičkih promena zbog čega je ova tehnologija postala konkurentna za sve veći broj industrijskih primena. Mehanizam obrade se zasniva na eroziji. Alat je abrazivni vodeni mlaz, tj. uzani mlaz vode velike brzine, nastao isticanjem vode kroz mlaznicu malog prečnika, kome su dodate čestice abraziva. Vodeni mlaz prenosi kinetičku energiju na čestice abraziva dajući im brzinu, pri čemu čestice vrše obradu sličnu brušenju. Č. Saša 3
  • 4. Nekonvencionalni postupci obrade Obrada abrazivnom vodenim mlazom Slika 2. Obrada abrazivnim vodenim mlazom. Najčešće operacije koje se ovom vrstom obrade mogu izvoditi su: sečenje, poliranje površina, čišćenje površina itd. Savremene instalacije za obradu abrazivnim vodenim mlazom rade sa pritiskom vode i preko 4000 bar, pri čemu vodeni mlaz dostiže brzine i do 900 m/s. Pri obradi abrazivnim vodenim mlazom se koristi specijalno konstruisana radna glava. Voda pod visokim pritiskom prolazi kroz prigušnicu čiji jeotvor da, slika 3. i ulazi u komoru za mešanje. U komoru za mešanje se dozira i abrazivni prah koji se meša sa vodom. Ovako dobijena abrazivna mešavina prolazi kroz prigušnicu (mlaznicu) čiji je otvor dc, i stvara abrazivni vodeni mlaz, koji se sužava i usmerava na obradak tzv. abrazivnom mlaznicom od tvrdog metala čiji je prečnik otvora od 0,72 do 1,2mm. Zahvaljujući dodatom abrazivu učinak sečenja abrazivnim vodenim mlazom je više stotina puta veći od učinka sečenja čistim vodenim mlazom. Dizne komora za mešanje vode i abraziva moraju biti otporne na habanje, pa se Slika 3. Šema protoka i zbog toga iste proizvode od kvalitetnijih materijala mešanja vode i abraziva npr. volframkarbida, borkarbida ili bor nitride. Sečenje abrazivnim vodenim mlazom steklo je popularnost zbog mogućnosti sečenja velikog broja različitih materijala i širokog opsega debljina. Materijale koji su reflektivni, osetljivi na toplotu ili imaju veliki koeficijent provođenja toplote takođe je moguće seći abrazivnim vodenim mlazom. Sečenje abrazivnim vodenim mlazom se primenjuje, pre svega, za sečenje tvrdih materijala kao što su metali, kamen, keramika, staklo, kompozitni materijali itd. Č. Saša 4
  • 5. Nekonvencionalni postupci obrade Obrada abrazivnom vodenim mlazom Materijali, kao što su: nerđajići čelik, legirani čelik, titan i tvrde legure, dobro se seku i to bez štetnog uticaja na material. Kod materijala veće debljine (preko 6mm) tačnost i kvalitet površine reza su superjorni u odnosu na termičke metode sečenja. U tabeli 1.1 prikazani su osnovni parametric rezanja nekih metalnih i nemetalnih materijala abrazivnim vodenim mlazom i postignute brzine rezanja. Debljina Prečnik Radni Protok Brzina MATERIJAL Materijal Dizne Pritisak Vode pomoćnog a (mm) (MPa) (l/min) Kretanja (mm) (m/min) Malter 220 0,8 200 13,7 0,2 Beton 160 0,8 200 13,7 0,2 Građevinski Material Gvožđe+beto 100 0,8 200 13,7 0,1 n Meki čelik 35 0,8 200 13,7 1,15 Nerđajući čelik 30 0,8 200 13,7 1,15 metali aluminijum 40 0,8 200 13,7 1,15 Tabela 1.1 Kao abraziv se najčešće koriste: silicijumski pesak, silicijumkarbid, sitnin opiljci gvožđa i dr. U zavisnosti od oblika abrazivnog mlaza on može biti dobar slika 4.a), ili loš slika 4.b) i 4.c). Slika 4. Oblici abrazivnog vodenog mlaza. 3. KARAKTERISTIKE OBRAĐENE POVRŠINE ABRAZIVNIM VODENIM MLAZOM Osnovne karakteristike površine obrađene abrazivnim vodenim mlazom su : • širina reza • koničnost reza i • hrapavost obrađene površine. Širina reza pruža predstavu o vrednosti najmanjeg unutrašnjeg radijusa koji se može ostvariti u procesu sečenja. Širina reza, takođe, utiče na putanju alata kako bi se ostvarila tražena dimenziona tačnost. Pri sečenju abrazivnim vodenim mlazom rez je obično širi u gornjem, nego u donjem delu što se može videti na slici 5. Č. Saša 5
  • 6. Nekonvencionalni postupci obrade Obrada abrazivnom vodenim mlazom Slika 5. Razlog tome je što dubinom sečenja, energija mlaza opada, kao rezultat toga javlja se ’’konusnost reza’’. Konusnost reza (slika 6.) je od interesa jer pruža predstavu o mogućnosti naleganja predmeta preko površine reza, tj. Dali je potrebna naknadna obrada. definisana je preko vrednosti odstupanja od upravnosti (u) stranice reza, koja predstavlja rastojanje između dve parale- lne linije koje ograničavaju gornju i donju ivicu površine stranice reza i nagiba reza koji odgovara uglu za koji je površina stranice reza nagnuta u odnosu na vertika- lnu ravan. Slika 6. Hrapavost površine reza (slika 7.) definiše se pomoću srednje visine neravnina Rz , ili srednjeg aritmetičkog odstupanja profila RA. Površina reza nikad ne može biti idealno glatka. Sastoji se od mikroneravnina u obliku brazdi nastalih u toku procesa obrade. Pored mikrone- ravnina, postoje i makroneravnine, koje mogu biti periodično ponovljive (ogrebotine, jamice, naprsline) i posledica su slučajnih grešaka. Slika 7. Sve ove karakteristike ukazuju na kvalitet obrađene površine. Karakterističan izgled površina obrađenih abrazivnim vodenim mlazom prikazan je na slikama 8 i 9. Slika 8. Izgled površine obrađene abrazivnim vodenim mlazom. Č. Saša 6
  • 7. Nekonvencionalni postupci obrade Obrada abrazivnom vodenim mlazom a) Visok kvalitet obrađene površine sa malim b) Nizak kvalitet obrađene površine na brzinama kretanja predmeta i manjom izlasku mlaza pri velikim brzinama produktivnošću rezanja kretanja predmeta i velikom produktivnošću rezanja Slika 9. Uticaj brzine kretanja predmeta obrade na kvalitet obrađene površine. Sa slika 8. i 9. se jasno vidi da se karakteristike obrađene površine menjaju u zavisnosti od brzine kretanja predmeta obrade. Karakteristike obrađene površine zavise od niza parametara, kao što je radni pritisak vode, vrsta abraziva koja se koristi, udaljenost mlaznice od površine predmeta obrade, protok abraziva, materijal predmeta obrade itd. Na slici 10 prikazan je različit kvalitet obrađene površine. Površina 1 se dobija kada je potrebna velika brzina sečenja (velika produktivnost) iz mali kvalitet i tačnost obrade. Takođe, ovakva površina se može dobiti sa velikim prečnikom mlaznice, malim ili nedovoljnim pritiskom vode ili starom (oštećemnom) mlaznicom. Površina 2 se takođe dobija kada zahtevi za tolerancijom dela i kvalitetom površine nisu dominantni. U ovom slučaju kvalitet površine je određen samo brzinom većom brzinom kretanja predmeta obrade. Kvalitet površine 3 je najčešće zahtevan. U ovom slučaju postignuto je usklađivanje brzine predmeta obrade, pritiska mlaza vode, protoka i količine abraziva Kvalitet površine 4 je bolji od kvaliteta površine 3 i dobijen je smanjenjem brzine kretanja predmeta obrade. Kvalitet površine 5 je veoma visok i postiže se kod visoko preciznih delova, ali sa veoma malim brzinama predmeta obrade pri čemu vreme obrade nije kriterijum za izbor režima obrade. 1. 2. 3. 4. 5. Slika10. Različit kvalitet obrade abrazivnim vodenim mlazom. Č. Saša 7
  • 8. Nekonvencionalni postupci obrade Obrada abrazivnom vodenim mlazom 4. Uticaj parametara obrade abrazivnim vodenim mlazom na kvalitet obrađene površine Uticaj parametara obrade abrazivnim vodenim mlazom na kvalitet obrađene površine razmatran je kroz ispitivanja uticaja: - udaljenosti mlaznice od obrađivane površine, - pomoćne brzina (brzine kretanja predmeta obrade) i - radnog pritiska vode na srednju visinu neravnina Rz. Na slici 11. je prikazan uticaj udaljenosti mlaznice od površine obrade na hrapavost obrađene površine, na različitim dubinama reza. Uočava se da sa porastom udaljenosti mlaznice od površine predmeta obrade raste i parametar hrapavost obrađene površine Rz. Takođe uočava se da parametar Rz naglo raste kada se mlaznica udalji od obrađivane površine više od 3 mm, tako da hrapavost postaje velika nezavisno od Dubine reza. Takođe, može se zaključiti da smanjivanje rastojanja mlaznice od površine predmeta ispod 2 mm ne dovodi do smanjenja hrapavosti. To znači da postoji optimalno rastojanje mlaznice od predmeta obrade, koje je u ovom slučaju oko 2 mm. Slika 11 Na slici 12. je prikazan uticaj pomoćne brzine na paramatar hrapavosti obrađene površine Rz, na različitim dubinama reza. Sa dijagrama se vidi da se sa povećanjem pomoćne brzine povećava i Rz. Za vrednosti pomoćne brzine od 10 mm/min, Rz je duplo manje nego za vrednosti pomoćne brzine od 50 mm/min, na istoj dubini reza. Može se zaključiti da sa povećanjem pomoćne brzine hrapavost na većim dubinama reza značajno raste, a da u oblastima manjih brzina pomoćnog kretanja kvalitet po dubini reza je približno konstantan. Takođe, smanjenjem brzine pomoćnog kretanja ispod 20 mm/min, u ovom slučaju ne dovodi do povećanja kvaliteta obrađenepovršine. Slika 12. Na slici 13. je prikazan uticaj radnog pritiska vode na parametar hrapavosti obrađene površine Rz. Može se uočiti da za veće vrednosti radnog pritiska vode, parametar Rz ima manje vrednosti, odnosno, hrapavost obrađene površine je manja. Ova pojava je rezultat činjenice da se sa povećanjem pritiska vode krti kristali abraziva lome na manje, finije kristale, a finiji kristali abraziva daju finiju obradu odnosno manju hrapavost obrađene površine. I na ovom dijagramu se primećuje da je hrapavost obrađene površine veća na većim dubinama reza. Slika 13. Č. Saša 8
  • 9. Nekonvencionalni postupci obrade Obrada abrazivnom vodenim mlazom 4.Zaključak Zahtevi koji se postavljaju pred industrijsku proizvodnju po pitanju kvalitetne i brze obrade uglavnom teškoobradivih materijala su poslednjih godina značajno porasli. Ne traži se samo veća produktivnost, već i mogućnost izrade kompleksnih delova visokog kvaliteta obrade. Tehnologija obrade abrazivnim vodenim mlazom odlikuje se mnogim jedinstvenim karakteristikama i prednostima, što ovu tehnologiju izdiže iznad drugih po pitanju potražnje. Velika prednost ove tehnologije u odnosu na druge je ostvarenje hladnog reza što je čini nezamenjivom u pojedinim vrstama obrade gde termičke tehnologije ne mogu dati zadovoljavajuće rezultate. Č. Saša 9
  • 10. Nekonvencionalni postupci obrade Obrada abrazivnom vodenim mlazom 5.Literatura Prof. Dr Nedić B. i Mr Baralić J. ’’OBRADA ABRAZIVNIM VODENIM MLAZOM I KVALITET OBRAĐENE POVRŠINE’’ Mr Janković P. i prof. dr Radovanović M. ’’PRILOG ISTRAŽIVANJU KVALITETA REZA KOD SEČENJA ABRAZIVNIM VODENIM MLAZOM’’ Dragoje Milikić ’’NEKONVENCIONALNI POSTUPCI OBRADE’’ Č. Saša 10
  • 11. Nekonvencionalni postupci obrade Obrada abrazivnom vodenim mlazom 5.Literatura Prof. Dr Nedić B. i Mr Baralić J. ’’OBRADA ABRAZIVNIM VODENIM MLAZOM I KVALITET OBRAĐENE POVRŠINE’’ Mr Janković P. i prof. dr Radovanović M. ’’PRILOG ISTRAŽIVANJU KVALITETA REZA KOD SEČENJA ABRAZIVNIM VODENIM MLAZOM’’ Dragoje Milikić ’’NEKONVENCIONALNI POSTUPCI OBRADE’’ Č. Saša 10
  • 12. Nekonvencionalni postupci obrade Obrada abrazivnom vodenim mlazom 5.Literatura Prof. Dr Nedić B. i Mr Baralić J. ’’OBRADA ABRAZIVNIM VODENIM MLAZOM I KVALITET OBRAĐENE POVRŠINE’’ Mr Janković P. i prof. dr Radovanović M. ’’PRILOG ISTRAŽIVANJU KVALITETA REZA KOD SEČENJA ABRAZIVNIM VODENIM MLAZOM’’ Dragoje Milikić ’’NEKONVENCIONALNI POSTUPCI OBRADE’’ Č. Saša 10