T E N D E N C J E W K S Z T A Ł T O W A N I U U B Y T K O W Y M W Y R O B Ó W

Transkrypt

1 : Studium: stacjonarne II stopnia : : MiBM Rok akad.: 017/18 Liczba godzin - 15 T E N D E N C J E W K S Z T A Ł T O W A N I U U B Y T K O W Y M W Y R O B Ó W L aborato r ium ( h a l a 0 Z O S ) Prowadzący: dr inż. Damian Przestacki pok. 60, tel damian.przestacki@put.poznan.pl mgr inż. Tadeusz Chwalczuk pok. 60, tel tadeusz.chwalczuk@put.poznan.pl Konspekt: (materiały do pobrania) T E M A T Y Ć W I C Z E Ń 1. Wysokowydajne toczenie ostrzami o złożonej geometrii.. Fizyczne i technologiczne efekty obróbki z dużymi prędkościami skrawania. 3. Hartowanie laserowe - wpływ parametrów lasera na parametry geometryczne SWC. 4. Narzędzia do mikroobróbki. 5. Analiza SGP po różnych sposobach cięcia. LITERATURA 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, 006 nr 1, s OCZOŚ K., Hybrydowe procesy obróbki ubytkowej - istota, przykładowe procesy, wyzwania rozwojowe,mechanik, 000 nr 5-6, s OCZOŚ K.: Kształtowanie materiałów skoncentrowanymi strumieniami energii. WUPR, Rzeszów OLSZAK W., Obróbka skrawaniem. WNT Warszawa 008, 7. PN-EN ISO 487:1999 Specyfikacje geometrii wyrobów Struktura geometryczna powierzchni: metoda profilowa Terminy, definicje i parametry struktury geometrycznej powierzchni. 8. 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. 9. TÖNSHOFF H.K., ARENDT C., BEN AMOR R., Cutting of hardened steel, Annals of the CIRP Vol. 49//000, pp TWARDOWSKI P. (red.): Interakcja proces-obrabiarka. Mechanik, 013, nr 8/9, Materiały konferencyjne VII Szkoły Obróbki Skrawaniem 11. WIECZOROWSKI M., CELLARY A., CHAJDA J.: Przewodnik po pomiarach nierówności powierzchni czyli o chropowatości i nie tylko.,, Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych, Poznań ŻEBROWSKI H. (red.), Techniki wytwarzania. Obróbka wiórowa, ścierna i erozyjna, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 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, 000

2 Wysokowydajne toczenie ostrzami o złożonej geometrii I. Zagadnienia do przygotowania. 1. Geometria naroży ostrza skrawającego i jej wpływ na chropowatość teoretyczną.. Wpływ warunków skrawania na siły, zużycie ostrzy oraz chropowatość powierzchni obrobionej. 3. Wysokowydajna obróbka skrawaniem możliwości zwiększenia wydajności dla różnych sposobów i odmian skrawania. II. Przebieg ćwiczenia. 1. Zapoznać się z obsługą stanowiska badawczego.. Zaplanować przebieg doświadczenia. 3. Przeprowadzić toczenie badanymi ostrzami z różnymi wartościami posuwu. 4. Zmierzyć chropowatość powierzchni obrobionej. III. Sprawozdanie. 1. Opisać przebieg doświadczenia; podać warunki skrawania.. 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 1. Definicja HSM.. Narzędzia stosowane w HSM i ich systemy mocowania. 3. Przekrój warstwy skrawanej przy frezowaniu frezami walcowo-czołowymi (kulistymi). II. Przebieg ćwiczenia 1. Zapoznać się z obsługą stanowiska badawczego.. Zmierzyć początkowe zużycie ostrzy skrawających. 3. Przeprowadzić frezowanie walcowo-czołowe stali zahartowanej z 6-cioma prędkościami skrawania. 4. Po każdym przejściu zmierzyć zużycie ostrzy oraz dokonać oceny postaci i koloru wiórów. 5. Zmierzyć wyznaczone parametry chropowatości powierzchni obrobionej. III. Sprawozdanie 1. Naszkicować stosowane narzędzie narysować przekrój warstwy skrawanej z pokazaniem parametrów kinematycznych i geometrycznych.. Wyznaczyć wydajność procesu skrawania. 3. Określić zależność Ra=f(v c ). 4. Przeprowadzić analizę wpływu prędkości skrawania na temperaturę wiórów. 5. Wnioski. Hartowanie laserowe - wpływ parametrów lasera na parametry geometryczne SWC I. Zagadnienia do przygotowania 1. Zasada działania lasera molekularnego CO.. Ogólna budowa laserów technologicznych. 3. Budowa układów optycznych lasera. II. Przebieg ćwiczenia 1. Zapoznać się z obsługą stanowiska badawczego.. Przygotować próbki do ćwiczeń. 3. Narysować strukturę geometryczną śladów obróbkowych badanych powierzchni. 4. Przeprowadzić pomiar szerokości przetopienia dla różnych mocy lasera oraz prędkością skanowania powierzchni. 5. Wykonać pomiary głębokości przetopienia badanych próbek. III. Sprawozdanie 1. Opisać przebieg doświadczenia.. Przedstawić wyniki przeprowadzonych badań. 3. Wykonać odpowiednie wykresy. 4. Przeprowadzić analizę statystyczną otrzymanych wyników. Opracować wnioski końcowe.

3 I. Zagadnienia do przygotowania Narzędzia do mikroobróbki 1. Minimalna grubość warstwy skrawanej (h min ).. 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.. 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.. 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. Wnioski końcowe. Analiza SGP po różnych sposobach cięcia I. Zagadnienia do przygotowania 1. Istota, rodzaje i odmiany obróbki strumieniowo-erozyjnej.. 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. II. Przebieg ćwiczenia 1. Zapoznać się z techniką pomiarów i obsługą przyrządów pomiarowych.. 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 1. Przedstawić technikę pomiarów.. Przedstawić graficznie wyniki przeprowadzonych badań. 3. Przeprowadzić analizę wpływu sposobu cięcia na jakość powierzchni obrobionej i wydajność. 4. Przedstawić wnioski.

4 Analiza SGP po różnych sposobach 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] 1 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] 1 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] 1 3 średnia r [mm] Δa [mm] u [µm]

5 Wysokowydajne toczenie ostrzami o złożonej geometrii Warunki badań: dn a p = 0,1 mm d = mm n = 355 obr/min v c = m/min v c [m / min] 1000 f [mm/obr] naroże tradycyjne r ε = 0,8 mm naroże wiper Ra [µm] x s (x) Ra [µm] x s (x) 0,13 0,0 0,30 0,5 f [mm/obr] krawędź prostoliniowa naroże BNMX Ra [µm] x s (x) Ra [µm] x s (x) 0,13 0,0 0,30 0,5

6 Hartowanie laserowe - wpływ parametrów lasera na parametry geometryczne SWC 1. Warunki badań czynniki stałe. Rodzaj materiału Grubość materiału [mm] Średnica wiązki lasera [mm] 3 mm. Badanie wpływu mocy P na szerokość strefy wpływu ciepła oraz szerokości i głębokości przetopienia. Warunki badań - czynnik stały: v fl = 40 [mm/min] Szkic obrobionej powierzchni P = 1040 [W] P = 1560 [W] P = 080[W] P = 600 [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]

7 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 = 110 [mm/min] v fl = 40 [mm/min] v fl = 4480 [mm/min] v fl [mm/min] Strefa wpływu ciepła l s Szerokość przetopienia l p Głębokość przetopienia l s [mm] l s [mm] s x l p [mm] l [mm] x p s h p [mm]

8 Fizyczne i technologiczne efekty obróbki z dużymi prędkościami skrawania Szkic narzędzia oraz przekroju warstwy skrawanej Warunki skrawania: D = z = a p = a e = f z = Q 1000 a f v [mm 3 /min] V p c v c [m/min] Ra [ m] Ra [ m] Wydajność Postać wiórów i kolor

9 Narzędzia do mikroobróbki 1. Wyniki pomiarów promienia zaokrąglenia krawędzi skrawającej r n hmin k r n k = 0,05 0,5 przyjąć k = 0, Symbol materiału Oznaczenie wkładki Rodzaje powłok Charakterystyka wkładki ostrzowej r n [ m] h min [ m] KD100 TPGN KCD5 SPGN MC SNGN10408 T000 KC935 SNMA10408 KC5010 SNMG E SNMG HTX SNMA10408 HTX SNMG