TENDENCJE W KSZTAŁTOWANIU UBYTKOWYM WYROBÓW

Transkrypt

1 Wydział: BMiZ Studium: niestacjonarne Semestr: 2 Kierunek: MiBM Rok akad.: 2018/19 Liczba godzin: 8 TENDENCJE W KSZTAŁTOWANIU UBYTKOWYM WYROBÓW L a b o r a t o r i u m ( h a l a 2 0 Z O S Prowadzący: dr inż. Marek Rybicki pok. 605 budynek A1, tel marek.rybicki@put.poznan.pl mgr inż. Piotr Kieruj pok. 617 budynek A1, tel piotr.kieruj@ put.poznan.pl Konspekt: (materiały do pobrania) T E M A T Y Ć W I C Z E Ń 1. Dobór warunków toczenia materiałów zahartowanych. 2. Efekty obróbki z dużymi prędkościami skrawania 3. Hartowanie laserowe - wpływ parametrów lasera na parametry geometryczne SWC 4. Charakterystyka ostrzy do mikroobróbki L I T E R A T U R A 1. CICHOSZ P. (red.), Obróbka skrawaniem, Wysoka produktywność (Rozdz. 5. Oczoś K., Obróbka wysoko produktywna wiodącym trendem obróbki skrawaniem, s.31-50), Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław GRZESIK W.: Podstawy skrawania materiałów konstrukcyjnych, WNT Warszawa KAWALEC M.: Efekty technologiczne obróbki na twardo materiałów metalowych, Mechanik, 2006 nr 1, 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, 7. PN-EN ISO 4287:1999 Specyfikacje geometrii wyrobów Struktura geometryczna powierzchni: metoda profilowa Terminy, definicje i parametry struktury geometrycznej powierzchni. 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, 2013, nr 8/9, Materiały konferencyjne VII Szkoły Obróbki Skrawaniem 10. WIECZOROWSKI M., CELLARY A., CHAJDA J.: Przewodnik po pomiarach nierówności powierzchni czyli o chropowatości i nie tylko.,, Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych, Poznań BURAKOWSKI T., WIERZCHOŃ T., Inżynieria powierzchni metali, WNT Warszawa, Warszawa ION J.C., Laser processing of engineering materials, Elsevier Butterworth-Heinemann, Norfolk, Wielka Brytania, JÓŹWICKI R., Technika laserowa i jej zastosowania, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa KUSIŃSKI J., Lasery i ich zastosowanie w inżynierii materiałowej, Wydawnictwo Naukowe Akapit, Kraków, 2000

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 I. Zagadnienia do przygotowania Ćwiczenie 1 Dobór warunków toczenia materiałów zahartowanych 1. Definicja oraz zalety i wady skrawania zahartowanych stali. 2. Różnice podczas skrawania narzędziami o zdefiniowanej geometrii materiałów o różnej twardości. 3. Warunki skrawania stosowane podczas toczenia zahartowanych stali. 4. Wpływ warunków skrawania na zużycie ostrza i chropowatość powierzchni obrobionej. II. Przebieg ćwiczenia 1. Zapoznać się z obsługą stanowiska badawczego. 2. Dobrać materiał ostrza, narzędzie i technologiczne parametry toczenia. 3. Przeprowadzić toczenie zahartowanej stali w różnych warunkach (oraz stali w stanie miękkim). 4. Wykonać pomiary zużycia badanych ostrzy i wybranego parametru chropowatości powierzchni obrobionej. III. Sprawozdanie 1. Opisać przebieg doświadczenia. 2. Przedstawić warunki skrawania i wyniki przeprowadzonych pomiarów. 3. Przedstawić wnioski. I. Zagadnienia do przygotowania Ćwiczenie 2 Efekty obróbki z dużymi prędkościami skrawania 1. Istota i efekty stosowania obróbki HSM. 2. Narzędzia stosowane w HSM i ich systemy mocowania. 3. Przekrój warstwy skrawanej przy frezowaniu. II. Przebieg ćwiczenia 1. Zapoznać się z obsługą stanowiska badawczego centrum obróbkowe oraz profilografometr. 2. Przeprowadzić frezowanie z różnymi prędkościami skrawania. 3. Po każdym przejściu dokonać oceny postaci i koloru wiórów. 4. Zmierzyć wyznaczone parametry chropowatości powierzchni obrobionej. III. Sprawozdanie 1. 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. Przedstawić wnioski. Ćwiczenie 3 Hartowanie laserowe - wpływ parametrów lasera na parametry geometryczne SWC I. Zagadnienia do przygotowania 1. Zasada działania lasera molekularnego CO 2 2. Ogólna budowa laserów technologicznych 3. Budowa układów optycznych lasera II. Przebieg ćwiczenia 1. Zapoznać się z obsługą stanowiska badawczego. 2. Narysować strukturę geometryczną śladów obróbkowych badanych powierzchni. 3. Wykonać pomiary szerokości i głębokości przetopienia próbek nagrzewanych z różną mocą promienia laserowego i różną prędkością skanowania powierzchni. III. Sprawozdanie 1. Opisać przebieg doświadczenia. 2. Przedstawić wyniki przeprowadzonych badań. 3. Wykonać odpowiednie wykresy. 4. Przeprowadzić analizę statystyczną otrzymanych wyników. Opracować wnioski końcowe

4 I. Zagadnienia do przygotowania Ćwiczenie 4 Charakterystyka ostrzy do mikroobróbki 1. Minimalna grubość warstwy skrawanej (h min ). 2. Geometria krawędzi skrawającej i jej znaczenie w procesie skrawania. 3. Stan krawędzi skrawającej ostrza, a właściwości materiału narzędziowego. II. Przebieg ćwiczenia 1. Przeprowadzić obserwacje krawędzi skrawających i dokonać analizy wielkości promienia zaokrąglenia r n. 2. Na podstawie profilogramów krawędzi skrawającej różnych ostrzy wyznaczyć promień zaokrąglenia r n. 3. Wyznaczyć minimalną grubość warstwy skrawanej badanymi ostrzami. 4. Określić czynniki wpływające na wielkość promienia zaokrąglenia głównej krawędzi skrawającej r n. III. Sprawozdanie 1. Przedstawić wyniki pomiarów ostrzy narzędzi skrawających. 2. Opisać metodę i technikę badań. 3. Przedstawić graficznie prezentację wyników badań. 4. Przedstawić charakterystykę ostrza skrawającego z punktu widzenia wartości promienia zaokrąglenia głównej krawędzi skrawającej r n. 5. Opracować wnioski końcowe.

5 TENDENCJE W KSZTAŁTOWANIU UBYTKOWYM WYROBÓW Nazwisko i imię Semestr Wydział Kierunek Grupa dziek./labor. Temat ćwiczenia: Dobór warunków toczenia materiałów zahartowanych Data wykonania ćwiczenia: Data oddania sprawozdania: Nazwisko prowadzącego: Ocena: Stałe warunki skrawania: Posuw na obrót f = mm/obr Głębokość skrawania a p = mm Prędkość obrotowa n = obr/min Średnica wałka d = mm Wyniki pomiarów: Materiał obrabiany (twardość) Materiał ostrza Odmiana toczenia Promień naroża r ε [mm] Warunki obróbki Wyniki pomiarów VB c1 [mm] VB c2 [mm] Ra 1 [µm] Ra 2 [µm] Materiał obrabiany (twardość) Materiał ostrza Odmiana toczenia Promień naroża r ε [mm] Warunki obróbki Wyniki pomiarów VB c1 [mm] VB c2 [mm] Ra 1 [µm] Ra 2 [µm] Materiał obrabiany (twardość) Materiał ostrza Odmiana toczenia Promień naroża r ε [mm] Warunki obróbki Wyniki pomiarów VB c1 [mm] VB c2 [mm] Ra 1 [µm] Ra 2 [µm] Materiał obrabiany (twardość) Materiał ostrza Odmiana toczenia Promień naroża r ε [mm] Warunki obróbki Wyniki pomiarów VB c1 [mm] VB c2 [mm] Ra 1 [µm] Ra 2 [µm] VBc1, VBc2 stan początkowy i końcowy wskaźnika VBc zużycia ostrza Ra1, Ra2 parametr chropowatości Ra zmierzony na początku i końcu długości wałka

6 TENDENCJE W KSZTAŁTOWANIU UBYTKOWYM WYROBÓW Nazwisko i imię Semestr Wydział Kierunek Grupa dziek./labor. Temat ćwiczenia: Efekty obróbki z dużymi prędkościami skrawania Data wykonania ćwiczenia: Data oddania sprawozdania: Nazwisko prowadzącego: Ocena: Stałe warunki skrawania: Materiał obrabiany Posuw na ostrze f z = mm/ostrze Głębokość skrawania a p = mm Szerokość frezowania a e = mm Średnica frezu d = mm Liczba ostrzy z = Szkic narzędzia i przedmiotu z warstwą skrawaną: 1) Wyniki pomiarów v c [m/min] n [obr/min] v f [mm/min] Rz [µm] Q = a p a e v f [mm 3 /min] Postać i kolor wiórów 2) Analiza wyników i wnioski

7 TENDENCJE W KSZTAŁTOWANIU UBYTKOWYM WYROBÓW Nazwisko i imię Semestr Wydział Kierunek Grupa dziek./labor. Temat ćwiczenia: Hartowanie laserowe - wpływ parametrów lasera na parametry geometryczne SWC Data wykonania ćwiczenia: Data oddania sprawozdania: Nazwisko prowadzącego: Ocena: 1. Warunki badań czynniki stałe. Rodzaj materiału Grubość materiału [mm] Średnica wiązki lasera [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 = 1040 [W] P = 1560 [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]

8 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 = 1560 [W] Szkic obrobionej powierzchni v fl = 784 [mm/min] v fl = 1120 [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]

9 TENDENCJE W KSZTAŁTOWANIU UBYTKOWYM WYROBÓW Nazwisko i imię Semestr Wydział Kierunek Grupa dziek./labor. Temat ćwiczenia: Charakterystyka ostrzy do mikroobróbki Data wykonania ćwiczenia: Data oddania sprawozdania: Nazwisko prowadzącego: Ocena: 1. Wyniki pomiarów promienia zaokrąglenia krawędzi skrawającej r n hmin k r n k = 0,05 0,5 przyjąć k = 0,2 Symbol materiału Oznaczenie wkładki Rodzaje powłok Charakterystyka wkładki ostrzowej r n [ m] h min [ m] KD100 TPGN KCD25 SPGN MC2 SNGN T02020 KC9325 SNMA KC5010 SNMG E SNMG HTX SNMA HTX SNMG