KSZTAŁTOWANIE ZARYSÓW PŁASKO-WIERZCHOŁKOWYCH NAGNIATANIEM I ICH WYKORZYSTANIE W BUDOWIE POJAZDÓW

Transkrypt

1 LOGITRANS - VII KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA LOGISTYKA, SYSTEMY TRANSPORTOWE, BEZPIECZEŃSTWO W TRANSPORCIE Mariuz WOJTALIK 1 Nagiataie tocze, pla ekperymetu, zary płako-wierzchołkowy KSZTAŁTOWANIE ZARYSÓW PŁASKO-WIERZCHOŁKOWYCH NAGNIATANIEM I ICH WYKORZYSTANIE W BUDOWIE POJAZDÓW Przedtawioo moŝliwości tworzeia powierzchi płako-wierzchołkowej metodą toczeia a atępie agiataia oiowego toczie. Badao wpływ parametrów ymetryczej ierówości trójkątej po toczeiu i prędkości agiataia a wybrae parametry zaryu powierzchi. Wyprowadzoo rówaia regreji ujmujące wpływ kąta wierzchołkowego ierówości, odtępu de ierówości po toczeiu i prędkości agiataia a zaryu powierzchi po agiataiu toczym. FORMING OF FLAT-PEAKS OUTLINE BY BURNISHING ROLLING AND ITS USING IN VEHICLES BUILDING I the paper poibility of formig flat-peak urface by turig ad the by burihig rollig i preeted. The ifluece of parameter of ymmetrical, triagular aperity after turig ad burihig elocity o choe parameter of the urface outlie are coidered. The regreio fuctio are elaborated. The ifluece of ertical agle of aperity, ditace betwee olley after turig ad burihig elocity o the urface outlie after burihig rollig i preeted. 1. WSTĘP Obróbka powierzchiowa to świadome oddziaływaie róŝymi metodami a powierzchie materiału (półwyroby), celem wytworzeia wartwy wierzchiej, która przy określoych uwarukowaiach techiczo ekoomiczych pełia wymagaia ekploatacyje []. Sta wartwy wierzchiej ma decydujący wpływ a procey zuŝycia, a przez to a trwałość i iezawodość pojazdów (urządzeń). Najwiękzy wpływ a jakość uŝytkową, wyrobu, mają atępujące właściwości wartwy wierzchiej: truktura geometrycza powierzchi, rodzaj i truktura materiału tref, utwardzeie (umocieie) wartwy wierzchiej, apręŝeia włae wartwy wierzchiej, wielkość i rozkład wad materiału. Części z aieioym zaryem płako wierzchołkowym poiadają wiele zalet takich jak: praktyczie brak okreu docieraia, duŝo więkza trwałość i odporość a zuŝycie w touku do części wykoaych metodami tradycyjymi. W pracy 1 Pańtwowa WyŜza Szkoła Zawodowa w Wałczu, Wydział Społeczo-IŜyieryjy; Wałcz; ul. Bydgoka 50. Tel: , Fa: , mariuz.wojtalik@pwz.eu

2 444 Mariuz WOJTALIK przedtawioo poób tworzeia zaryu płako wierzchołkowego toczeiem i agiataiem.. BADANIA EKSPERYMENTALNE Do badań wytypowao tal C45 ze względu a jej zerokie zatoowaie w kotrukcji mazy. Badaia przeprowadzoo w celu utaleia zaleŝości pomiędzy parametrami zaryu ymetryczej ierówości trójkątej ( i θ ) oraz prędkości agiataia ( ) a wybrae parametry powierzchi wyrobu po agiataiu. Utaloo atępującą potać jakościową fukcji regreji: gdzie: - odtęp pomiędzy dami ierówości,, θ - kąt wierzchołkowy ierówości, - prędkości agiataia. Y ˆ = Y ˆ (, θ, ) (1) Ry.1. Widok zaryu ierówości i parametrów opiujących zary : odtęp pomiędzy dami ierówości; θ kąt wierzchołkowy ierówości; h wyokość ierówości.1 Określeie zbiorów czyików badaych, tałych, zakłócających i wyikowych W wyiku przeprowadzoej aalizy czyikowej i badań rozpozawczych określoo zbiór czyików mających itoty wpływ a czyik wyikowy (ry. ), jakim jet zmiaa wrębów ierówości powierzchi toczoej w kutek agiataia h, l, l 1 i (ry. ). Obrabiarka TUB. Gowica T7. Liczba przejść arzędzia i=1. Rodzaj cieczy chłodząco marującej olej do głębokiego tłoczeia, twardość materiału [HB], d t średica wałka [mm] Czyiki wejściowe - odtęp pomiędzy dami ierówości, θ - kąt wierzchołkowy ierówości, - prędkości agiataia. Czyiki tałe Czyiki zakłócające loowe fluktuacje atawioych parametrów obróbki, iedokładość mocowaia próbek, iejedorodość materiału próbek, iekotrolowae zuŝycie rolki. Czyiki wyjściowe geometria powierzchi: h [µm], l [µm], l 1 [µm]; [µm]; Ry.. Czyiki wytępujące w proceie agiataia toczego powierzchi chropowatej

3 KSZTAŁTOWANIE ZARYSÓW PŁASKO-WIERZCHOŁKOWYCH 445 l h l 1 Ry.. Parametry zaryu powierzchi regularej trójkątej po agiataiu: h wyokość ierówości; zerokość ierówości; l odległość pomiędzy ierówościami góra część zczeliy; l 1 odległość pomiędzy ierówościami środkowej część zczeliy. Utaleie przedziału zmieości czyików badaych i pla ekperymetu Przyjęty obzar badań w rozpatrywaym przypadku wyoi: 1 = : 0,5 [mm] odtęp pomiędzy dami ierówości, = θ : [ ] kąt wierzchołkowy ierówości, = : 0,08 0,668 [m/] prędkości agiataia. Fukcja obiektu badań jet iezaa w potaci aalityczej. W celu określeia potaci tej fukcji oraz przedziału jej ufości połuŝoo ię programem Eperimet Plaer [1], []. Program te pozwala a zaplaowaie badań ekperymetalych oraz przeprowadzeie aalizy tatytyczej otrzymaych wyików. Ekperymet zrealizowao zgodie z plaem pięciopoziomowym rotatabilym (Tab. 1). Tab. 1. Pięciopoziomowy pla ekperymetu w potaci zakodowaej i odkodowaej

4 446 Mariuz WOJTALIK Badaia przeprowadzoo a tokarce uiweralej typ TUB, uzbrajaej w głowice dwukrąŝkową produkcji FETTE typu T7. Wcik agiataia, dla kaŝdej próbki, obliczao 1 oddzielie, wyoił o połowę wyokości ierówości w = h, gdzie h wyokość ierówości. Próbki zotały przygotowae a tokarce TUM 5B. Do ukztałtowaia ierówości o wymagaych kątach wierzchołkowych, w badaych próbkach uŝyte zotały oŝe ISO 10 z płytką E6 o kątach 60º, 70 º, 80 º, 90 º, 100 º, 110 º i 10º. Otrza oŝy zlifowao w celu uzykaia Ŝądaego kąta a atępie powierzchie atarcia i przyłoŝeia otrza oŝa dogładzao. Do badań zakwalifikowao tylko te oŝe, których krawędzie główa, przejściowa i pomocicza ie poiadały zczerbatości. Odtęp de ierówości zaleŝy od pouwu toczeia.. Wyiki badań Po proceie agiataia w celu oberwacji zaryu powierzchi, próbki zotały przecięte wzdłuŝ oi a atępie polerowae. Pomierzoo parametry zaryu płako-wierzchołkowego a pozczególych próbkach. Wyiki badań opracowao tatytyczie w programie Eperimet Plaer Przykładowe zdjęcia zaryu powierzchi próbek przedtawioo a ryukach 4 i 5. Ry. 4. Widok powierzchi: a) θ =90 [º], =0,5 [mm] =0,17 [m/] (80); b) θ =90 [º], = [mm] =0,17 [m/] (5) Ry. 5. Widok powierzchi: a) θ =90 [º], =0,5 [mm] =0,17 [m/] (80); b) θ =70 [º], =0,75 [mm] =0, [m/] (45)

5 KSZTAŁTOWANIE ZARYSÓW PŁASKO-WIERZCHOŁKOWYCH 447 Wyiki pomiarów parametrów zaryu płako-wierzchowego h, l, l 1 i opracowao tatytyczie w programie Eperimet Plaer, otrzymując atępujące rówaia regreji: a) h = h ( θ,, ) : h = , ,7 11, + 4,58 4,1 +, 1, ,9 + 1, , ,5 R=0,98; () b) l = l ( θ,, ) : l = , ,6 0,9 + 7, , 0, ,61 0,00 84, R=0,98; () c) l = l θ,, ) : ( 1 1 l 1 = , , , , 0, ,9 0, , R=0,98; (4) d) = ( θ,, ) : = , ,7 1, ,4 +, + 0,069 θ ,46 θ 0,0007 θ R=0,99; (5) DuŜe (blikie jedości) wartości wpółczyika korelacji wielowymiarowej R świadczą o dobrym dopaowaiu fukcji regreji do wyików ekperymetu. Wykrey fukcji według wzorów () (5) przedtawioo a ryukach 6 9. Ry. 6. Wykrey wyokości ierówości po agiataiu w zaleŝości od: a) kąta wierzchołkowego ierówości po toczeiu θ i prędkości agiataia b) odtępem pomiędzy dami ierówości i prędkości agiataia

6 448 Mariuz WOJTALIK Ry. 7. Wykrey odległości pomiędzy ierówościami po agiataiu górej część zczeliy w zaleŝości od: a) kąta wierzchołkowego ierówości po toczeiu θ i prędkości agiataia b) odtępem pomiędzy dami ierówości i prędkości agiataia Ry. 8. Wykrey odległości pomiędzy ierówościami po agiataiu środkowej część zczeliy w zaleŝości od: a) kąta wierzchołkowego ierówości po toczeiu θ i prędkości agiataia b) odtępem pomiędzy dami ierówości i kąta wierzchołkowego ierówości po toczeiu θ Ry. 9. Wykrey zerokości ierówości po agiataiu w zaleŝości od: a) prędkości agiataia i kąta wierzchołkowego ierówości po toczeiu θ; b) odtępem pomiędzy dami ierówości i prędkości agiataia

7 KSZTAŁTOWANIE ZARYSÓW PŁASKO-WIERZCHOŁKOWYCH 449. WNIOSKI Itieje moŝliwość kztałtowaia zaryu płako-wierzchołkowego w dwóch operacjach. W operacji pierwzej tworzy ię ierówości regulare o odpowiedim zaryie, atępie w operacji drugiej ierówości te agiata ię z docikiem ztywym z odpowiedim wcikiem. Dzięki temu uzykuje ię zarówo duŝą gładkość części ośej zaryu płako-wierzchołkowego oraz duŝą dokładość wymiarów. W zakreie 60º 10º wytępują trzy odmiay zaryu płako-weirzchołkowego powierzchi: zary trapezowy, dla l > l 1; zary protokąty, dla l = l 1; zary teowy, dla l < l 1. Zarówo kąt wierzchołkowy i odtęp pomiędzy dami ierówości po toczeiu jak i prędkość agiataia itotie wpływa a parametry zaryu płako-wierzchołkowego oraz a kztałt i wymiary zczeli. Wyprowadzoe wzory empirycze mogą być wykorzytae do optymalizacji proceu kztałtowaia zaryu ze względu a wymagay kztałt i parametry zaryu płako-wierzchołkowego. Z przeprowadzoych badań wyika rówieŝ celowość zatoowaia w miejce toczeia operacji wygiataia regularych ierówości. Natąpi wówcza dalza zetrojeie dokładości kztałtowej zaryu płako-wierzchołkowego i ukztałtowaie dodatkowych apręŝeń ścikających. MoŜliwość uzykiwaia róŝych odmia zaryu płako wierzchołkowego tj. zaryów: trapezowy, protokąty i teowy jet wyjątkową właściwością opracowaej techologii. UmoŜliwia dotoowaie jakości techologiczej do jakości ekploatacyjej wyrobu. Zaryy trapezowy i protokąty ą korzyte w połączeiach ilie obciąŝoych p. pary tłok-cylider, wał korbowy-paewka, wał rozrządu-paewka, zawór-prowadica itp., atomiat zary teowy jet poŝąday pod pokrycia galwaicze lub metalizację atrykową (aozeie metali lub tworzyw ztuczych). Powierzchia tak powtała moŝe być wykorzytywaa do zwiękzeia przyczepości powłok akładaych atrykowo a powierzchie - zwiękzając mechaiczie ich przyczepość p. a poręcze w autobuach, orurowaie amochodów tereowych itp.. 4. BIBLIOGRAFIA [1] Kukiełka L.: Podtawy badań iŝyierkich, Warzawa, PWN 00. [] Kukiełka L., Kukiełka S.: Zatoowaie programu Eperimet Plaer 1.0 do wpomagaia ekperymetu w techologii agiataia, Obróbka kztałtująca i powierzchiowa agiataiem, Kozali 004 Zezyty Naukowe Wydziału Mechaiczego r 4, Wydawictwo Uczeliae Politechiki Kozalińkiej, [] Przybylki W.: Techologia obróbki agiataiem, Warzawa, WNT [4] Wojtalik M.: Wpływ parametrów regularej ierówości powierzchi wyjściowej i parametrów techologiczych agiataia toczego a trukturę geometryczą powierzchi i ta apręŝeń w wartwie wierzchiej wyrobu, Kozali, Rozprawa doktorka 008.