T E ND ENCJE W T E CHNI K ACH K S Z T AŁTUJ ĄCY CH

Transkrypt

1 : Studium: stacjonarne II stopnia : : ZiIP Rok akad.: 205/6 Liczba godzin - 5 T E ND ENCJE W T E CHNI K ACH K S Z T AŁTUJ ĄCY CH L a b o r a t o r i u m ( h a la 2 0 Z O S ) Prowadzący: dr inż. Damian Przestacki pok. 620, tel damian.przestacki@put.poznan.pl mgr inż. Tadeusz Chwalczuk pok. 620, tel tadeusz.chwalczuk@put.poznan.pl Konspekt: (materiały do pobrania) TE M A T Y Ć WI C Z E Ń. Wysokowydajne toczenie ostrzami o złożonej geometrii. 2. Frezowanie z dużymi prędkościami skrawania (HSM) ocena jakościowa procesu. 3. Zużycie ostrzy z węglików spiekanych i polikrystalicznego diamentu (PKD) podczas toczenia stopu aluminium. 4. Hartowanie laserowe - wpływ parametrów lasera na parametry geometryczne SWC. 5. Ocena efektów i wydajności różnych sposobów cięcia. L I TE R A T U R A. CICHOSZ P. (red.), Obróbka skrawaniem, Wysoka produktywność (Rozdz. 5. Oczoś K., Obróbka wysoko produktywna wiodącym trendem obróbki skrawaniem, s.3-50), Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław GRZESIK W.: Podstawy skrawania materiałów konstrukcyjnych, WNT Warszawa ION J.C., Laser processing of engineering materials, Elsevier Butterworth-Heinemann, Norfolk, Wielka Brytania, KAWALEC M.: Efekty technologiczne obróbki na twardo materiałów metalowych, Mechanik, 2006 nr, s OCZOŚ K., Hybrydowe procesy obróbki ubytkowej - istota, przykładowe procesy, wyzwania rozwojowe,mechanik, 2000 nr 5-6, s OCZOŚ K.: Kształtowanie materiałów skoncentrowanymi strumieniami energii. WUPR, Rzeszów OLSZAK W., Obróbka skrawaniem. WNT Warszawa 2008, 8. TÖNSHOFF H.K., ARENDT C., BEN AMOR R., Cutting of hardened steel, Annals of the CIRP Vol. 49/2/2000, pp TWARDOWSKI P. (red.): Interakcja proces-obrabiarka. Mechanik, 203, nr 8/9, Materiały konferencyjne VII Szkoły Obróbki Skrawaniem 0. PN-EN ISO 4287:999 Specyfikacje geometrii wyrobów Struktura geometryczna powierzchni: metoda profilowa Terminy, definicje i parametry struktury geometrycznej powierzchni.. PN-ISO A Podstawowe pojęcia w obróbce wiórowej i ściernej. Geometria części roboczej narzędzi skrawających. Terminologia ogólna, układy odniesienia, kąty narzędzia i kąty robocze oraz łamacze wióra.

2 I. Zagadnienia do przygotowania. II. Wysokowydajne toczenie ostrzami o złożonej geometrii. Geometria naroży ostrza skrawającego i jej wpływ na chropowatość teoretyczną. 2. Wpływ warunków skrawania na siły, zużycie ostrzy oraz chropowatość powierzchni obrobionej. 3. Wysokowydajna obróbka skrawaniem możliwości zwiększenia wydajności dla różnych sposobów i odmian skrawania. Przebieg ćwiczenia.. Zapoznać się z obsługą stanowiska badawczego. 2. Zaplanować przebieg doświadczenia. 3. Zmierzyć chropowatość powierzchni obrobionej. III. Sprawozdanie.. Opisać przebieg doświadczenia; podać warunki skrawania. 2. Wyznaczyć wpływ posuwu na chropowatość powierzchni obrobionej wyznaczyć funkcje regresji z przedziałami ufności. 3. Wykonać zadanie przydzielone przez prowadzącego zajęcia. 4. Przedstawić wnioski. Fizyczne i technologiczne efekty obróbki z dużymi prędkościami skrawania I. Zagadnienia do przygotowania. Definicja HSM. 2. Narzędzia stosowane w HSM i ich systemy mocowania. 3. Przekrój warstwy skrawanej przy frezowaniu frezami walcowo-czołowymi (kulistymi). II. Przebieg ćwiczenia. Zapoznać się z obsługą stanowiska badawczego 2. Przeprowadzić frezowanie walcowo-czołowe stali zahartowanej z 6-cioma prędkościami skrawania. 3. Po każdym przejściu zmierzyć chropowatość powierzchni obrobionej oraz dokonać oceny postaci i koloru wiórów. 4. Zmierzyć wyznaczone parametry chropowatości powierzchni obrobionej. III. Sprawozdanie. Naszkicować stosowane narzędzie narysować przekrój warstwy skrawanej z pokazaniem parametrów kinematycznych i geometrycznych. 2. Wyznaczyć wydajność procesu skrawania. 3. Określić zależność Ra=f(vc) 4. Przeprowadzić analizę wpływu prędkości skrawania na temperaturę wiórów. 5. Wnioski. Zużycie ostrzy z węglików spiekanych i polikrystalicznego diamentu (PKD) podczas toczenia stopu aluminium I. Zagadnienia do przygotowania. Właściwości węglików spiekanych i polikrystalicznego diamentu. 2. Przyczyny, postacie i objawy zużycia ostrzy. 3. Wpływ właściwości materiału narzędziowego na przebieg zużycia ostrza. 4. Przebieg zużycia ostrza w czasie (krzywa Lorenza) i intensywność zużycia. II. Przebieg ćwiczenia. Zapoznać się z obsługą stanowiska badawczego tokarka oraz mikroskop warsztatowy. 2. Przeprowadzić toczenie stopu aluminium ostrzami z węglika spiekanego i polikrystalicznego diamentu. 3. Dokonać pomiaru zużycia ostrza VBc. III. Sprawozdanie. Porównać graficznie wybrane właściwości fizyczne i mechaniczne analizowanych materiałów narzędziowych. 2. Opisać metodę i technikę badań. 3. Graficznie wyznaczyć przebiegi czasowe zużycia i sformułować równania regresji VBc=f(ts). 4. Wyznaczyć: intensywność zużycia ostrzy: dvbc/dts oraz wydajność objętościową skrawania QV. 5. Przeprowadzić analizę otrzymanych wyników badań. 6. Sformułować wnioski końcowe.

3 Hartowanie laserowe - wpływ parametrów lasera na parametry geometryczne SWC I. Zagadnienia do przygotowania. Ogólna budowa laserów technologicznych 2. Zjawisko powstawania wiązki laserowej. 3. Zasada działa i budowa rezonatorów laserowych. 4. Budowa układu optycznego lasera molekuranego CO2. 5. Budowa układów optycznych lasera II. Przebieg ćwiczenia. Zapoznać się z obsługą stanowiska badawczego. 2. Przygotować próbki do ćwiczeń. 3. Narysować strukturę geometryczną śladów obróbkowych badanych powierzchni.. Przeprowadzić pomiar szerokości przetopienia dla różnych mocy lasera oraz prędkością skanowania powierzchni. 2. Wykonać pomiary głębokości przetopienia badanych próbek. III. Sprawozdanie. Opisać przebieg doświadczenia. 2. Przedstawić wyniki przeprowadzonych badań. 3. Wykonać odpowiednie wykresy. 4. Przeprowadzić analizę statystyczną otrzymanych wyników. Opracować wnioski końcowe Ocena efektów i wydajności różnych sposobów cięcia I. Zagadnienia do przygotowania II.. Istota, rodzaje i odmiany obróbki strumieniowo-erozyjnej. 2. Parametry cięcia laserowego, plazmowego i strumieniem wodno-ściernym. 3. Porównanie różnych sposobów cięcia ze względu na rodzaj i grubość materiału obrabianego, prędkość obróbki i jakość powierzchni obrobionej. Przebieg ćwiczenia. Zapoznać się z techniką pomiarów i obsługą przyrządów pomiarowych. 2. Zapoznać się z parametrami cięcia laserowego, plazmowego i strumieniem wodno-ściernym próbek. 3. Zmierzyć parametry chropowatości i błędy kształtu po różnych sposobach cięcia. III. Sprawozdanie. Przedstawić technikę pomiarów. 2. Przedstawić graficznie wyniki przeprowadzonych badań. 3. Przeprowadzić analizę wpływu sposobu cięcia na jakość powierzchni obrobionej i wydajność.

4 Ocena efektów i wydajności różnych sposobów cięcia Wymiary parametrów struktury geometrycznej po cięciu SPOSÓB CIĘCIA: posuw [mm/min]... grubość blachy [mm] zużycie ścierniwa [g/min] czas przebicia [s] moc przebijania [W] ciśnienie... [bar] prąd [A] moc cięcia [W] rodzaj gazu napięcie łuku [V] WYNIKI POMIARÓW: Rz [µm] 2 3 średnia r [mm] Δa [mm] u [µm] SPOSÓB CIĘCIA: posuw [mm/min]... grubość blachy [mm] zużycie ścierniwa [g/min] czas przebicia [s] moc przebijania [W] ciśnienie... [bar] prąd [A] moc cięcia [W] rodzaj gazu napięcie łuku [V] WYNIKI POMIARÓW: Rz [µm] 2 3 średnia r [mm] Δa [mm] u [µm] SPOSÓB CIĘCIA: posuw [mm/min]... grubość blachy [mm] zużycie ścierniwa [g/min] czas przebicia [s] moc przebijania [W] ciśnienie... [bar] prąd [A] moc cięcia [W] rodzaj gazu napięcie łuku [V] WYNIKI POMIARÓW: Rz [µm] 2 3 średnia r [mm] Δa [mm] u [µm]

5 Wysokowydajne toczenie ostrzami o złożonej geometrii Warunki badań: dn a p = 0, mm d = mm n = 355 obr/min v c = m/min v c [m / min] 000 f [mm/obr] naroże tradycyjne r ε = 0,8 mm naroże wiper Ra [µm] x s (x) Ra [µm] x s (x) 0,3 0,20 0,30 0,52 f [mm/obr] krawędź prostoliniowa naroże BNMX Ra [µm] x s (x) Ra [µm] x s (x) 0,3 0,20 0,30 0,52

6 Zużycie ostrzy z węglików spiekanych i polikrystalicznego diamentu (PKD) podczas toczenia stopu aluminium. Właściwości fizyczne i mechaniczne materiałów narzędziowych 2. Warunki badań: f= 0,05 mm/obr; D= mm; a p = 0, mm; l = mm Czas skrawania: t s l [min]; Wydajność objętościowa skrawania: QV 000 ap f vc [mm 3 /min] f n 3. Wyniki pomiarów zużycia ostrza Węglik spiekany Polikrystaliczny diament VBc [mm] ts [min] Równanie regresji: VB c =f(t s) dvb c/dt s n [obr/min] Q V [mm 3 /min] VBc [mm] ts [min] Równanie regresji: VB c =f(t s) dvb c/dt s n [obr/min] Q V [mm 3 /min]

7 Fizyczne i technologiczne efekty obróbki z dużymi prędkościami skrawania Szkic narzędzia oraz przekroju warstwy skrawanej Warunki skrawania: D = z = ap = ae = fz = Q 000 a f v [mm 3 /min] V p c vc [m/min] Ra [ m] Ra [ m] Wydajność Postać wiórów i kolor

8 Hartowanie laserowe - wpływ parametrów lasera na parametry geometryczne SWC. Warunki badań czynniki stałe. Rodzaj materiału Grubość materiału [mm] Średnica wiązki lasera [mm] 3 mm 2. Badanie wpływu mocy P na szerokość strefy wpływu ciepła oraz szerokości i głębokości przetopienia. Warunki badań - czynnik stały: v fl = 2240 [mm/min] Szkic obrobionej powierzchni P = 040 [W] P = 560 [W] P = 2080[W] P = 2600 [W] P [W] Strefa wpływu ciepła l s l s [mm] l s [mm] Szerokość przetopienia l p s x l p [mm] l p [mm] x Głębokość przetopienia s h p [mm]

9 3. Badanie wpływu prędkość przemieszczania się wiązki lasera po powierzchni obrabianejv fl na szerokość strefy wpływu ciepła oraz szerokości i głębokości przetopienia. Warunki badań czynnik stały: P = 560 [W] Szkic obrobionej powierzchni v fl = 784 [mm/min] v fl = 20 [mm/min] v fl = 2240 [mm/min] v fl = 4480 [mm/min] v fl [mm/min] Strefa wpływu ciepła l s l s [mm] l s [mm] Szerokość przetopienia l p s x l p [mm] l p [mm] x Głębokość przetopienia s h p [mm]