L a b o r a t o r i u m ( h a l a 2 0 Z O S )

Transkrypt

1 Wydział: BMiZ Studium: niestacjonarne/ii stopień Kierunek: MiBM, IME Rok akad.: 2018/19 Liczba godzin 12 E K S P L O A T A C J A N A R Z Ę D Z I S K R A W A J Ą C Y C H L a b o r a t o r i u m ( h a l a 2 0 Z O S ) Prowadzący: dr hab. inż. Szymon Wojciechowski pok. 618, tel szymon.wojciechowski@put.poznan.pl mgr inż. Mateusz Kukliński pok. 605, tel mateusz.kuklinski@doctorate.put.poznan.pl Konspekt: (materiały do pobrania) T E M A T Y Ć W I C Z E Ń 1. Efekty fizyczne stosowania nowych rozwiązań geometrii ostrzy skrawających 2. Wpływ wysięgu narzędzia na bicie statyczne układu narzędzie-oprawka 3. Dobór mikrogeometrii ostrza do skrawania precyzyjnego 4. Kształtowanie struktury geometrycznej powierzchni podczas precyzyjnej obróbki frezem kulistym LITERATURA 1. Cichosz P., Narzędzia skrawające. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa Grzesik W., Podstawy skrawania materiałów konstrukcyjnych. WNT, Warszawa, Wysiecki M., Nowoczesne materiały narzędziowe. WNT, Warszawa Adamczak S., Pomiary geometryczne powierzchni. Zarysy kształtu, falistość i chropowatość. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Stobierski L., Spiekane materiały narzędziowe przeznaczone na ostrza narzędzi do obróbki z wysokimi prędkościami skrawania. Instytut Zaawansowanych Technologii Kraków Wojciechowski S., Zagadnienia mechaniki precyzyjnego frezowania narzędziami monolitycznymi. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, 2018.

2 Regulamin laboratorium 1. Opiekunem naukowym ćwiczeń laboratoryjnych jest Kierownik Zakładu (Pracowni). 2. Ćwiczenia składają się z 4 ćwiczeń laboratoryjnych wykonywanych w podgrupach wg harmonogramu. 3. Ćwiczenia rozpoczynają się punktualnie. W razie opuszczenia ćwiczenia należy je wykonać w dodatkowym terminie, po konsultacji z prowadzącym zajęcia laboratoryjne. 4. Do ćwiczeń należy przystąpić starannie przygotowanym na podstawie wykładów, materiałów zawartych w skrypcie oraz wskazanej literaturze. Nieprzygotowanie się do zajęć powoduje niezaliczenie ćwiczenia w danym dniu. 5. Ćwiczenie należy wykonywać zgodnie ze wskazaniami prowadzących ćwiczenie, zwracając szczególną uwagę na bezpieczeństwo i higienę pracy. 6. Po zakończeniu ćwiczenia wyniki badań i obserwacji wpisane długopisem do protokołu należy przedstawić prowadzącemu zajęcia do akceptacji. 7. Ćwiczenie zostaje zaliczone na podstawie: a. znajomości podstaw teoretycznych ćwiczenia, b. wykonania ćwiczenia, c. opracowania i złożenia na następnych zajęciach protokołu z ćwiczenia (sprawozdania), d. uzyskania pozytywnej oceny z podstaw teoretycznych oraz opracowanego protokołu. 8. Ćwiczenie zostaje niezaliczone w przypadku: a. nieobecności na ćwiczeniu lub przerwaniu ćwiczenia, b. nieprzygotowania się do ćwiczenia, c. wykonania ćwiczenia niezgodnie z uwagami prowadzących, d. niewłaściwego opracowania protokołu, e. niezłożenia protokołu z ćwiczenia. 9. Każdy student ma obowiązek przynieść na zajęcia druki sprawozdań dotyczących ćwiczeń wykonywanych w danym dniu. 10. Sprawozdanie z każdego ćwiczenia student wykonuje indywidualnie. 11. W skład poprawnie wykonanego sprawozdania wchodzą: zestawienie wyników doświadczenia, opracowanie graficzne i statystyczne wyników pomiarów, analiza wyników pomiarów, wnioski końcowe (szczegóły dotyczące sprawozdania zamieszczone są w konspekcie). 12. Sprawozdanie zawierające wyłącznie wyniki doświadczenia traktowane jest na równi z brakiem sprawozdania. 13. W sprawozdaniu oceniana jest umiejętność prezentacji i opracowywania wyników pomiarów, umiejętność prowadzenia analizy porównywania wyników i znajomości wiedzy teoretycznej dotyczącej badanego zagadnienia oraz umiejętność wnioskowania. 14. Zaliczenie końcowe z laboratorium następuje po spełnieniu wymagań zgodnie z pkt. 7 dla całego programu ćwiczeń. 15. Student jest zobowiązany do niezwłocznego usprawiedliwienia u prowadzącego nieobecności na zajęciach. 16. Prowadzący zajęcia określa sposób i termin uzupełnienia zaległości powstałych wskutek usprawiedliwionej nieobecności studenta na zajęciach. 17. Nieobecność studenta, nawet usprawiedliwiona, na więcej niż 1/3 zajęć, może być podstawą do nie zaliczenia tych zajęć. Niewykonanie tych ćwiczeń określonych regulaminem laboratorium uniemożliwia zaliczenie zajęć laboratoryjnych. 18. Studenci są odpowiedzialni materialnie za uszkodzoną z ich winy aparaturę, przyrządy pomiarowe, narzędzia, pomoce warsztatowe itp.

3 Efekty fizyczne stosowania nowych rozwiązań geometrii ostrzy skrawających I. Zagadnienia do przygotowania 1. Budowa i zasada działania tensometrycznego siłomierza tokarskiego. 2. Budowa i geometria ostrzy skrawających. 3. Kształt i postać wióra oraz jego aspekt technologiczny. 4. Wpływ geometrii ostrza na składowe siły całkowitej oraz kształt i postać formowanych wiórów. 5. Wpływ parametrów technologicznych na składowe siły całkowitej oraz kształt i postać formowanych wiórów. II. Przebieg ćwiczenia 1. Zapoznać się z obsługą stanowiska badawczego tokarka oraz siłomierz tokarski. 2. Przeprowadzić toczenie stali badanymi ostrzami w funkcji zmiennego posuwu f. 3. Przeprowadzić pomiar składowych siły całkowitej. 4. Wykonać fotografie formowanych wiórów dla wybranego posuwu f. III. Sprawozdanie 1. Opisać cel, metodę i technikę badań. 2. Na postawie danych katalogowych wykonać szkice ostrzy skrawających zastosowanych w badaniach (szczególnie geometrii powierzchni natarcia). 3. Graficznie wyznaczyć przebiegi średnich wartości składowych siły całkowitej w funkcji posuwu. 4. Opisać kształt i postać wiórów formowanych przy pomocy badanych ostrzy. 5. Przeprowadzić analizę otrzymanych wyników badań. 6. Sformułować wnioski końcowe. I. Zagadnienia do przygotowania Wpływ wysięgu narzędzia na bicie statyczne układu narzędzie-oprawka 1. Budowa i typy złączy narzędzi skrawających. 2. Błędy geometryczne układu obrabiarka-uchwyt-przedmiot-narzędzie. 3. Bicie narzędzia obrotowego i jego wpływ na efekty technologiczne procesu skrawania. 4. Odwzorowanie kinematyczno-geometryczne ostrza w materiale obrabianym. II. Przebieg ćwiczenia 1. Zapoznać się z budową i typami złączy narzędzi obrotowych. 2. Zapoznać się ze stanowiskiem badawczym. 3. Przeprowadzić badania dotyczące pomiaru bicia promieniowego narzędzi. 4. Obliczyć wartości teoretycznej chropowatości powierzchni Rzte dla zmierzonych wartości bicia promieniowego badanych narzędzi i podanych wartości posuwu na ostrze f z. III. Sprawozdanie 1. Opisać cel, metodę i technikę badań. 2. Przedstawić graficznie i opisać budowę układów narzędzie-oprawka. 3. Przedstawić graficznie porównanie wartości bicia promieniowego dla badanych narzędzi. 4. Przedstawić graficznie porównanie przebiegów funkcji Rzte = f(f z ) oraz Rzt = f(f z ) dla badanych narzędzi. 5. Przeprowadzić analizę otrzymanych wyników badań. 6. Sformułować wnioski końcowe. I. Zagadnienia do przygotowania Dobór mikrogeometrii ostrza do skrawania precyzyjnego 1. Budowa i geometria ostrzy skrawających. 2. Zagadnienie minimalnej grubości warstwy skrawanej. 3. Definicja skrawania precyzyjnego, ultra-precyzyjnego i mikroobróbki 4. Model chropowatości powierzchni uwzględniający minimalną grubość warstwy skrawanej (model Brammertz a). II. Przebieg ćwiczenia 1. Zapoznać się z obsługą stanowiska badawczego mikroskop stereoskopowy. 2. Przeprowadzić pomiary wartości promienia zaokrąglenia krawędzi skrawającej r n dla badanych płytek skrawających. 3. Obliczyć: minimalną grubość warstwy skrawanej h min, minimalną wartość posuwu f min oraz teoretyczną chropowatość powierzchni Rzt, odpowiadającą wartości f min dla badanych płytek skrawających. III. Sprawozdanie 1. Opisać cel, metodę i technikę badań. 2. Przedstawić graficznie porównanie wartości h min, f min oraz Rzt dla badanych płytek skrawających.

4 3. Przeprowadzić analizę otrzymanych wyników badań. 4. Sformułować wnioski końcowe. Kształtowanie struktury geometrycznej powierzchni podczas precyzyjnej obróbki frezem kulistym I. Zagadnienia do przygotowania Budowa i zastosowanie frezów kulistych. 1. Definicja skrawania precyzyjnego, ultra-precyzyjnego i mikroobróbki 2. Odwzorowanie kinematyczno-geometryczne frezu kulistego w materiale obrabianym. 3. Zagadnienie średnicy efektywnej i prędkości skrawania podczas obróbki frezem kulistym. II. Przebieg ćwiczenia 1. Zapoznać się z obsługą stanowiska badawczego profilografometr. 2. Przeprowadzić pomiar parametrów chropowatości powierzchni Ra, Rz. 3. Obliczyć średnicę efektywną dla różnych parametrów frezowania. III. Sprawozdanie 1. Opisać cel, metodę i technikę badań. 2. Graficznie wyznaczyć przebiegi wartości parametrów chropowatości w funkcji kąta pochylenia obrabianej powierzchni i posuwu na ostrze. 3. Przeprowadzić analizę otrzymanych wyników badań, uwzględniając wpływ kąta pochylenia obrabianej powierzchni, posuwu na ostrze oraz średnicy efektywnej narzędzia. 4. Wytypować kombinację parametrów frezowania minimalizujących wartości parametrów chropowatości powierzchni. 5. Sformułować wnioski końcowe.

5 Nazwisko i imię Semestr Wydział L A B O R A T O R I U M EKSPLOATACJA NARZĘDZI SKRAWAJĄCYCH BMiZ Kierunek MiBM/IME Grupa dziek./labor. Temat ćwiczenia: Efekty fizyczne stosowania nowych rozwiązań geometrii ostrzy skrawających Data wykonania ćwiczenia Nazwisko prowadzącego Ocena 1. Warunki badań: a p = 0,8 mm; n = 630 obr/min, v c =.m/min 2. Wyniki pomiarów składowych siły całkowitej Oznaczenie ostrza skrawającego.. f [mm/obr] F c [N] F f [N] f [mm/obr] F c [N] F f [N] 0,1 0,1 0,14 0,14 0,20 0,20 Oznaczenie ostrza skrawającego.. f [mm/obr] F c [N] F f [N] f [mm/obr] F c [N] F f [N] 0,1 0,1 0,14 0,14 0,20 0,20

6 Nazwisko i imię Semestr Wydział L A B O R A T O R I U M EKSPLOATACJA NARZĘDZI SKRAWAJĄCYCH BMiZ Kierunek MiBM/IME Grupa dziek./labor. Temat ćwiczenia: Wpływ wysięgu narzędzia na bicie statyczne układu narzędzie-oprawka Data wykonania ćwiczenia Nazwisko prowadzącego Ocena 1. Warunki badań D =.. mm Teoretyczna wysokość chropowatości powierzchni dla frezu kulistego dwuostrzowego z uwzględnieniem bicia: ( f z er ) Rzte 4 D 2 Teoretyczna wysokość chropowatości powierzchni bez uwzględniania bicia (model kinematycznogeometryczny): 2 f z Rzt 4 D Wysięg Bicie promieniowe ostrza e r [µm] e r śr [µm] f z [mm/ostrze] Rzte [µm] Rzt [µm]

7 Nazwisko i imię Semestr Wydział Temat ćwiczenia: L A B O R A T O R I U M EKSPLOATACJA NARZĘDZI SKRAWAJĄCYCH BMiZ Kierunek MiBM/IME Dobór mikrogeometrii ostrza do skrawania precyzyjnego Data wykonania ćwiczenia Nazwisko prowadzącego Ocena Grupa dziek./labor. 1. Model wysokości chropowatości powierzchni uwzględniający minimalną grubość warstwy skrawanej 2. Wzory Minimalna grubość warstwy skrawanej: h min k r n Gdzie: k stała zależna od rodzaju materiału obrabianego (przyjąć k=0,2); r n promień zaokrąglenia głównej krawędzi skrawającej Wysokość chropowatości powierzchni (model Brammertz a): Rzt 2 f hmin r h 1 8r 2 f min 2 Gdzie: r ε promień naroża (przyjąć r ε = 0,8 mm) Minimalna wartość posuwu: drzt 0 df fmin 2h 3. Wyniki pomiarów i obliczeń Typ płytki r n [μm] h min [μm] f min [μm /obr] Rzt (f min ) [μm].. Typ płytki r n [μm] h min [μm] f min [μm /obr] Rzt (f min ) [μm].. Typ płytki r n [μm] h min [μm] f min [μm /obr] Rzt (f min ) [μm].. Typ płytki r n [μm] h min [μm] f min [μm /obr] Rzt (f min ) [μm].. min r

8 Nazwisko i imię Semestr Wydział L A B O R A T O R I U M EKSPLOATACJA NARZĘDZI SKRAWAJĄCYCH BMiZ Kierunek MiBM/IME Grupa dziek./labor. Temat ćwiczenia: Kształtowanie struktury geometrycznej powierzchni podczas precyzyjnej obróbki frezem kulistym Data wykonania ćwiczenia Nazwisko prowadzącego Ocena 4. Warunki badań: a p = 0,15 mm; D = 8 mm; z = 2; b r = f z materiał obrabiany: zahartowana stal stopowa Średnica efektywna w procesie obróbki frezem kulistym: D D ef ef E 2 a p D a p kiedy α = 0; 2 a D sin kiedy α > 0; r p r arccos 1 D E 5. Wyniki pomiarów i obliczeń Nr przejścia α [⁰] [mm/ostrze] [m/min] 1 0 0, , , , , , , , , , , , , , , ,1 150 f z v c D ef (E) [mm] Ra [µm] Rz [µm]