I NŻYNIERIA W Y T W A R Z A N I A I O B R Ó B K A S K R A W A N I E M

Transkrypt

1 Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej Zakład Obróbki Skrawaniem Wydział: BMiZ Studium: niestacjonarne Semestr: IV Stopień: I Kierunek: MiBM Rok akad.:2015/16 Liczba godzin - 10 L A B O R A T O R I U M I NŻYNIERIA W Y T W A R Z A N I A I O B R Ó B K A S K R A W A N I E M (hala 20 ZOS) Prowadzący: dr inż. Zbigniew Nowakowski pok. 617 budynek A1, tel dr inż. Szymon Wojciechowski pok. 618 budynek A1, tel mgr inż. Dariusz Korzeniewski pok. 605 budynek A1, tel Konspekt: (materiały do pobrania) T e m a t y ć w i c z e ń 1. Materiały narzędziowe i narzędzia skrawające 2. Ocena cech geometrycznych warstwy wierzchniej po różnych sposobach obróbki 3. Ocena zużycia ostrzy narzędzi skrawających 4. Analiza wpływu posuwu i prędkości skrawania na siłę i temperaturę skrawania L i t e r a t u r a 1. Adamczak S.: Pomiary geometryczne powierzchni. Zarysy kształtu, falistość i chropowatość. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa Filipowski R., Marciniak M.: Techniki obróbki mechanicznej i erozyjnej. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa Kawalec M., Kodym J., Jankowiak M.: Laboratorium z podstaw skrawania.wpp Grzesik W. Podstawy skrawania materiałów metalowych. WNT - Warszawa Miernik M.: Skrawalność metali. Metody określania i prognozowania. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław Olszak W., Obróbka skrawaniem. WNT, Warszawa Słupik H., Obróbka skrawaniem. Podstawy teoretyczne. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej. Gliwice Storch B.: Podstawy obróbki skrawaniem. Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin Wieczorowski M., Cellary A., Chajda J.: Przewodnik po pomiarach nierówności powierzchni czyli o chropowatości i nie tylko. Politechnika Poznańska, Instytut Technologii Mechanicznej, Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych, Poznań Wysiecki M.: Nowoczesne materiały narzędziowe. WNT Warszawa Praca pod redakcją Żebrowskiego H.: Techniki wytwarzania. Obróbka wiórowa, ścierna i erozyjna. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław PN-ISO A1 Podstawowe pojęcia w obróbce wiórowej i ściernej. Geometria części roboczej narzędzi skrawających. Terminologia ogólna, układy odniesienia, kąty narzędzia i kąty robocze oraz łamacze wióra. 13. PN-EN ISO 4287:1999 Specyfikacje geometrii wyrobów Struktura geometryczna powierzchnii: metoda profilowa Terminy, definicje i parametry struktury geometrycznej powierzchnii.

2 GRUPY LABORATORYJNE GRUPA A Lp Grupa A1 Grupa A2 Nazwisko i imię Nazwisko i imię 1 Bartkowiak Łukasz Jurek Bartłomiej 2 Budniaczyński Tomasz Kozłowski Bartosz przep. 3 Filipiak Radosław Krupowies Jakub 4 Grobelny Mariusz Mikołajcza Karolina 5 Kałka Marcin Niemir Tomasz 6 Mikołajczak Magdalena Owczarzak Wojciech 7 Zawisła Jakub Rosiński Tomasz 8 Talarczak Marcin 9 Woźniak Krzysztof GRUPA B Lp Grupa B1 Grupa B2 Grupa B3 Grupa B4 Nazwisko i imię Nazwisko i imię Nazwisko i imię Nazwisko i imię 1 Berłowski Maciej Kaczała Maciej Berger Adrian pp Mączyński Karol 2 Biela Przemysław Kogut Krzysztof Nowak Tobiasz Nosek Amadeusz 3 Burysz Łukasz Konieczka Michał Osses Damian Styburski Tomasz 4 Ceglarek Krystian Kowalski Marcin Osses Maciej Tyran Mateusz 5 Drygas Tomasz Kwieciński Sebastian Piechnik Mateusz Wachowiak Grzegorz 6 Grzegorowski Paweł Musialik Patryk Robaszkiewicz Adam Wąsik Jan 7 Wojciechowski Tobiasz przep. Urbański Bartłomiej Żelichowski Hubert Wendt Michał 8 GRUPA C Lp Grupa C1 Grupa C2 Grupa C3 Grupa C4 Nazwisko i imię Nazwisko i imię Nazwisko i imię Nazwisko i imię 1 Brambor Kamil Błażewicz Bartosz pp Kasprowiak Łukasz Kwieciński Sebastian 2 Chojnacki Mateusz Komorowski Zbigniew Krystkowiak Bartosz Lemański Kamil 3 Czub Marcin Kopij Marcin Matuszak Krzysztof Mondry Tomasz pp 4 Dolny Rafał pp Kujawa Dominik przep. Mazur Marek pp Sakowski Rafał przep. 5 Dymacz Maksymilian Lubera Adam Modlitowska Magdalena Serdowicz Arkadiusz 6 Hahn Damian Łęgowski Marcin Nowaczyk Jakub Spławski Sebastian 7 Idczak Patryk Rossa Damian Nożewski Wojciech Spychała Tomasz 8 Mądrowski Łukasz Roszkowski Grzegorz Olszewski Mateusz Walkowiak Paweł 9 Skowroński Marcin Włodarczak Dawid H a r m o n o g r a m ćwiczeń laboratory j n y c h Termin zajęć Godziny Grupa A1 Grupa A2 Ćwiczenie 1 Ćwiczenie Ćwiczenie 2 Ćwiczenie Kolokwium z ćw. 1 i 2 Ćwiczenie 3 Ćwiczenie 4 Ćwiczenie 4 Ćwiczenie 3 Kolokwium z ćw. 3 i 4 Grupa A osoby które uzyskały pozytywne oceny ze sprawozdań i obu kolokwium otrzymają ocenę końcową Dla pozostałych studentów odbędzie się poprawa kolokwium

3 Termin zajęć Godziny Grupa B1 Grupa B2 Grupa B3 Grupa B4 Ćwiczenie 1 Ćwiczenie 2 Ćwiczenie 3 Ćwiczenie Ćwiczenie 2 Ćwiczenie 1 Ćwiczenie 4 Ćwiczenie Kolokwium z ćw. 1 i 2 Kolokwium z ćw. 3 i 4 Ćwiczenie 3 Ćwiczenie 4 Ćwiczenie 1 Ćwiczenie 2 Ćwiczenie 4 Ćwiczenie 3 Ćwiczenie 2 Ćwiczenie 1 Kolokwium z ćw. 3 i 4 Kolokwium z ćw. 1 i 2 Grupa B osoby które uzyskały pozytywne oceny ze sprawozdań i obu kolokwium otrzymają ocenę końcową Dla pozostałych studentów odbędzie się poprawa kolokwium Termin zajęć Godziny Grupa C1 Grupa C2 Grupa C3 Grupa C4 Ćwiczenie 1 Ćwiczenie 2 Ćwiczenie 3 Ćwiczenie Ćwiczenie 2 Ćwiczenie 1 Ćwiczenie 4 Ćwiczenie Wymogi i przebieg zajęć laboratoryjnych: Kolokwium z ćw. 1 i 2 Kolokwium z ćw. 3 i 4 Ćwiczenie 3 Ćwiczenie 4 Ćwiczenie 1 Ćwiczenie 2 Ćwiczenie 4 Ćwiczenie 3 Ćwiczenie 2 Ćwiczenie 1 Kolokwium z ćw. 3 i 4 Kolokwium z ćw. 1 i 2 Grupa C osoby które uzyskały pozytywne oceny ze sprawozdań i obu kolokwium otrzymają ocenę końcową Dla pozostałych studentów odbędzie się poprawa kolokwium zajęcia składają się z 4 ćwiczeń laboratoryjnych wykonywanych w podgrupach wg harmonogramu, zajęcia kończą się kolokwium z ćwiczeń 1-2 oraz ćwiczeń 3-4, kolokwium dotyczy tematyki ćwiczeń odbytych przez daną podgrupę w dniu zjazdowym, na kolokwium wymagana jest wiedza teoretyczna z zakresu zagadnień przedstawionych w konspekcie oraz omawianych na zajęciach, obowiązkiem każdego studenta jest przygotowanie teoretyczne z zagadnień wyszczególnionych w konspekcie, w przypadku nieprzygotowania się do zajęć, student może zostać niedopuszczony do odbycia ćwiczenia, w przypadku nieobecności na ćwiczeniu laboratoryjnym (zarówno nieobecności usprawiedliwionej jak i nieusprawiedliwionej), student ma obowiązek odrobienia zajęć, odrobić zajęcia można przy okazji kolejnego zjazdu z inną grupą dziekańską lub po konsultacji z kierownikiem lab. w ustalonym terminie zajęć studiów dziennych, każdy student ma obowiązek przestrzegać ogólne zasady BHP obowiązujące w laboratorium, do ćwiczeń student przystępuje w ubraniu ochronnym, brak ubrania ochronnego jest podstawą do niedopuszczenia studenta do ćwiczeń laboratoryjnych. na każdym z ćwiczeń studenci wykonują przewidziane programem doświadczenie którego wyniki zapisują w drukach sprawozdania (załącznik do konspektu), każdy student ma obowiązek przynieść na zajęcia druki sprawozdań dotyczących ćwiczeń wykonywanych w danym dniu zjazdowym, sprawozdanie z każdego ćwiczenia student wykonuje indywidualnie, w skład poprawnie wykonanego sprawozdania wchodzą: zestawienie wyników doświadczenia, sformułowany cel ćwiczenia, opisana metodyk i technika wykonanych doświadczeń, opracowanie graficzne i statystyczne wyników pomiarów, analiza wyników pomiarów, wnioski końcowe (szczegóły dotyczące sprawozdania zamieszczone są w konspekcie), sprawozdanie zawierające wyłącznie wyniki doświadczenia traktowane jest na równi z brakiem sprawozdania, w sprawozdaniu oceniana jest umiejętność prezentacji i opracowywania wyników pomiarów, umiejętność prowadzenia analizy porównywania wyników i znajomości wiedzy teoretyczne dotyczącej badanego zagadnienia oraz umiejętność wnioskowania. Warunki zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych: obecność na wszystkich (4) ćwiczeniach laboratoryjnych, uzyskanie dwóch pozytywnych ocen z kolokwium; w przypadku uzyskania ocen(y) niedostatecznej konieczne jest poprawienie kolokwium zgodnie z harmonogramem, oddanie wszystkich (4) sprawozdań i uzyskanie pozytywnej średniej oceny (ostateczny termin oddania sprawozdań to ),

4 ocena końcowa z laboratorium jest średnią ważoną ocen z kolokwium i sprawozdań (60/40), przy czym większą wagę mają oceny z kolokwium.

5 I. Zagadnienia do przygotowania Ćwiczenie 1 Materiały narzędziowe i narzędzia skrawające 1. Budowa narzędzi jednolitych i składanych. 2. Części składowe narzędzi; identyfikacja części roboczej, chwytowej i łączącej. 3. Identyfikacja powierzchni natarcia i przyłożenia, krawędzi skrawających, naroża. 4. Geometria ostrza noża tokarskiego. 5. Materiały narzędziowe - skład, właściwości, zakresy stosowania (stal szybkotnąca, węgliki spiekane, cermetale, ceramika, materiały supertwarde - CBN, PKD i MKD, materiały ścierne). 1. Zapoznanie się z ogólną budową narzędzi skrawających o określonej i nieokreślonej geometrii. 2. Opisanie roboczych części wskazanych narzędzi. 3. Wykonanie pomiarów wskazanych wielkości geometrycznych narzędzi. 4. Zapoznanie się z nowoczesnymi materiałami narzędziowymi i ich własnościami. 5. Zapoznanie się ze sposobem oznaczania materiałów narzędziowych. 6. Przeanalizowanie różnych rozwiązań konstrukcyjnychwymiennych płytek skrawających. 1. Przedstawić cel ćwiczenia. 2. Naszkicować wskazane narzędzia przedstawić wyniki pomiarów określonych wielkości geometrycznych narzędzia. 3. Zgodnie ze wskazówkami prowadzącego przeprowadzić ocenę geometrii analizowanych narzędzi. 4. Opisać i usystematyzować poznane materiały narzędziowe pod względem ich właściwości (twardość, max. temperatura skrawania, wytrzymałość, udarność, zakresy stosowanych parametrów skrawania). 5. Opracować wnioski. Ćwiczenie 2 Ocena cech geometrycznych warstwy wierzchniej po różnych sposobach obróbki I. Zagadnienia do przygotowania 1. Definicja i budowa warstwy wierzchniej (WW). 2. Geometryczne parametry oceny WW. 3. Fizyko-chemiczne parametry oceny WW. 4. Definicje trzech podstawowych parametrów chropowatości powierzchni Ra, Rz, Rt. 5. Rodzaje odwzorowania ostrza w materiale przy obróbce jednoostrzowymi narzędziami punktowymi i obliczanie chropowatości teoretycznej. 6. Sposób wyznaczania i interpretacja krzywej udziału materiału profilu chropowatości (krzywa nośności). Interpretacja długości materiałowej. 7. Wpływ technologicznych parametrów skrawania (f, v c ) i geometrii ostrza (r ε, r') na chropowatość powierzchni. 1. Zapoznanie się z cechami użytkowymi warstwy wierzchniej i jej budową. 2. Zidentyfikowanie sposobów skrawania dla badanych powierzchni (obróbka wiórowa, ścierna i erozyjna). 3. Narysowanie struktury geometrycznej śladów obróbkowych badanych powierzchni. 4. Wykonanie pomiarów wartości posuwu na ostrze zastosowanego podczas obróbki badanych powierzchni. 5. Wyznaczenie parametru Rz i Rt chropowatości dla badanych powierzchni. 6. Wyznaczenie krzywych udziału materiału profilu chropowatości badanych powierzchni. 1. Zamieścić zestawienie wyników pomiarów: narysować strukturę geometryczną śladów obróbkowych (kierunkowość) z podaniem wartości posuwu, parametrów chropowatości oraz parametrów udziału materiałowego. 2. Przedstawić cel ćwiczenia i metodykę przeprowadzonych pomiarów. 3. Wykonać wykres słupkowy parametrów chropowatości (Ra, Rz, Rt, Rz/Rt) badanych powierzchni. 4. Wykonać wykresy krzywych udziału materiału profilu chropowatości (Abbot'a-Firestone'a). Na jednym wykresie przedstawić poziom przecięcia profilu w mikrometrach, a na drugim w procentach. 5. Dla badanych powierzchni przeprowadzić analizę: kierunkowości, posuwu, parametrów chropowatości Ra, Rz, Rt, Rz/Rt, krzywych udziału materiałowego. 6. Opracować wnioski.

6 I. Zagadnienia do przygotowania Ćwiczenie 3 Ocena zużycia ostrzy narzędzi skrawających 1. Przyczyny, postacie i objawy zużycia ostrzy skrawających. 2. Sposób oceny zużycia ostrzy. Geometryczne wskaźniki zużycia. 3. Różnica pomiędzy zużyciem a stępieniem ostrza (zużyciem dopuszczalnym). Kryteria stępienia ostrza. 4. Typowy przebieg zużycia ściernego z=f(t) oraz krzywa intensywności zużycia dz = f (t). dt 5. Trwałość ostrza i sposób jej wyrażania. Zależność ilościowa między trwałością a prędkością skrawania (funkcja Taylora). 6. Wpływ parametrów skrawania i rodzaju materiału narzędziowego na trwałość ostrza. 1. Zapoznanie się z obsługą stanowiska badawczego. 2. Wykonanie badania wpływu czasu skrawania (t s ) na zużycie ostrza (VB c ). 3. Dokonanie oceny objawów zużycia oraz pomiarów poszczególnych wielkości geometrycznych zużycia ciągłego po każdym przejściu. 4. Powtórzenie badania dla innych materiałów narzędziowych. 1. Zamieścić zestawienie wyników pomiarów parametru VB c wraz z objawami zużycia ostrzy po poszczególnych przejściach. 2. Narysować zestawienie objawów zużycia ciągłego wraz z jego geometrycznymi wielkościami (z literatury). 3. Zamieścić charakterystykę właściwości materiałów narzędziowych zastosowanych w ćwiczeniu. 4. Przedstawić cel ćwiczenia i metodykę przeprowadzonych pomiarów. 5. Dla badanych materiałów ostrza wykonać wykres VB=f(t s ). 6. Wykonać obliczenia funkcji regresji VB=f(t s ). Dla podanego przez prowadzącego kryterium stępienia VB max obliczyć przewidywane okresy trwałości ostrzy T. 7. Przeprowadzić analizę otrzymanych wyników. 8. Opracować wnioski. I. Zagadnienia do przygotowania Ćwiczenie 4 Analiza wpływu posuwu i prędkości skrawania na siłę i temperaturę skrawania 1. Skrawalność materiałów i jej wskaźniki. 2. Rozkład składowych siły całkowitej przy toczeniu. 3. Wielkości charakteryzujące zmienność sił w czasie skrawania. 4. Wpływ różnych czynników na składowe siły całkowitej i temperaturę przy toczeniu (materiał obrabiany, narzędzie, parametry skrawania...). 5. Sposoby pomiaru sił i temperatur. 6. Budowa i zasada działania tensometrycznego siłomierza tokarskiego. 1. Zapoznanie się z obsługą tokarki oraz układem do pomiaru siły skrawania F c i temperatury θ. 2. Przeprowadzenie pomiarów siły skrawania F c i temperatury θ dla podanego zestawu materiałów i zmiennej prędkości skrawania v c (określić zakres występowania narostu). 3. Przeprowadzenie pomiarów siły skrawania F c i temperatury θ dla podanego zestawu materiałów i zmiennego posuwu f. 1. Zamieścić zestawienie wyników pomiarów siły i temperatury skrawania. 2. Przedstawić cel ćwiczenia i metodykę przeprowadzonych pomiarów. Narysować schemat blokowy torów pomiarowych siły skrawania F c i temperatury θ. 3. Dla otrzymanych wyników badań sporządzić wykresy: F c =f(v c ) i F c =f(f ) oraz θ=f(v c ) i θ=f(f ). Przy czym funkcje: F c =f(f ) u s oraz θ=f(v c ) i θ=f(f ) zamodelować stosując równania regresji c θ uθ Fc = Cc f oraz θ = Cθ v c i θ = Cθ f. Dla każdej z funkcji regresji podać współczynnik korelacji. Na każdym wykonanymwykresie porównać ww wielkości dla obu materiałów obrabianych. 4. Przeprowadzić analizę wyników pomiarów. Porównać skrawalność badanych materiałów ze względu na wyznaczone wskaźniki. 5. Opracować wnioski.