Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej Zakład Obróbki Skrawaniem Wydział: BMiZ Studium: stacjonarne, I st. Semestr: VII Kierunek: MiBM Profil: IME, TPM, KMU, IRW Rok akad.:2017/18 Liczba godzin - 15 L A B O R A T O R I U M S Y S T E M Y N A R ZĘDZIOWE ( h a l a 2 0 Z O S ) Prowadzący: dr inż. Zbigniew Nowakowski pok. 617 budynek mech., tel. 616652752 dr inż. Szymon Wojciechowski pok. 618 budynek mech., tel. 616652608 Konspekt: www.zos.mt.put.poznan.pl (materiały do pobrania) TEMATY ĆWICZEŃ 1. Analiza rozwiązań konstrukcyjnych, modułowych systemów narzędziowych 2. Badanie powtarzalności pozycjonowania różnych złączy w narzędziu zespolonym 3. Ustawianie narzędzi na wymiar poza obrabiarką (na przykładzie wytaczadła) 4. Budowa narzędzi z płytkami mocowanymi mechanicznie 5. Właściwości dynamiczne oprawek do narzędzi obrotowych LITERATURA 1. Cichosz P.: Narzędzia skrawające. WNT Warszawa 2006. 2. Meldner B., Darlewski J.: Narzędzia skrawające w zautomatyzowanej produkcji. WNT Warszawa 1991. 3. Kosmol J.: Automatyzacja obrabiarek i obróbki skrawaniem. WNT Warszawa 1995. 4. Stós J.: Składane systemy narzędziowe. Prace Instytutu Obróbki Skrawaniem. Kraków 1991. 5. Stephenson D.A., Agapiou J.S.: Metal Cutting Theory and Practice - Second Edition, published in 2006 by CRC Press, Taylor & Francis Group. 6. PN-ISO 3002-1+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.
Regulamin laboratorium Obowiązki studenta i przebieg zajęć laboratoryjnych: 1. Zajęcia składają się z 5 ćwiczeń laboratoryjnych wykonywanych w podgrupach wg harmonogramu. 2. W przypadku nieobecności na ćwiczeniu laboratoryjnym (zarówno nieobecności usprawiedliwionej jak i nieusprawiedliwionej), student ma obowiązek odrobienia zajęć. 3. Student jest zobowiązany do niezwłocznego usprawiedliwienia u prowadzącego nieobecności na zajęciach. 4. Prowadzący zajęcia określa sposób i termin uzupełnienia zaległości powstałych wskutek usprawiedliwionej nieobecności studenta na zajęciach. 5. Obowiązkiem każdego studenta jest teoretyczne przygotowanie się z zagadnień wyszczególnionych w konspekcie. 6. W przypadku nie przygotowania się do zajęć, student może zostać niedopuszczony do odbycia ćwiczenia. 7. Na każdym z ćwiczeń studenci wykonują przewidziane programem zadanie którego wyniki zapisują w drukach sprawozdania (załącznik do konspektu). 8. Każdy student ma obowiązek przynieść na zajęcia druki sprawozdań dotyczących ćwiczeń wykonywanych w danym dniu. 9. Sprawozdanie z każdego ćwiczenia student wykonuje indywidualnie. 10. Sprawozdanie zawierające wyłącznie wyniki doświadczenia traktowane jest na równi z brakiem sprawozdania. 11. W sprawozdaniu oceniana jest umiejętność prezentacji i opracowywania wyników zadania, umiejętność prowadzenia analizy i znajomość wiedzy teoretycznej dotyczącej opisywanego zagadnienia oraz umiejętność wnioskowania. 12. Studenci są odpowiedzialni materialnie za uszkodzoną z ich winy aparaturę, przyrządy pomiarowe, narzędzia, pomoce warsztatowe itp. Warunki zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych: 13. Ćwiczenie zostaje zaliczone na podstawie: znajomości podstaw teoretycznych ćwiczenia, wykonania ćwiczenia, opracowania i złożenia na następnych zajęciach sprawozdania z ćwiczenia, uzyskania pozytywnej oceny z opracowanego sprawozdania. 14. Ćwiczenie zostaje niezaliczone w razie: nieobecności na ćwiczeniu lub przerwaniu ćwiczenia, nieprzygotowania się do ćwiczenia, wykonania ćwiczenia niezgodnie z uwagami prowadzącego, niewłaściwego opracowania sprawozdania, niezłożenia sprawozdania z ćwiczenia. 15. Ocena końcowa z laboratorium jest średnią ocen ze sprawozdań. 16. Student który nie otrzyma zaliczenia z laboratorium nie może przystąpić do egzaminu z przedmiotu. 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.
Ć W I C Z E N I E 1 Analiza rozwiązań konstrukcyjnych, modułowych systemów narzędziowych 1. Określenie systemu narzędziowego. 2. Odmiany systemów narzędziowych. 3. Wymagania stawiane systemom narzędziowym. 4. Elementy narzędzia zespolonego. 1. Na podstawie katalogów oraz tablic, zapoznać się z różnymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi złączy w systemach: a) tokarskim, b) obrotowym, c) uniwersalnym. 2. Zakwalifikować badany system narzędziowy do odpowiedniej grupy a, b lub c (wg punktu 1). 3. Zidentyfikować nazwę systemu oraz poszczególne elementy systemu. Przedstawić uzasadnienie przeprowadzonej identyfikacji. 4. Naszkicować zasadę mocowania, pozycjonowania (w poszczególnych kierunkach) oraz przenoszenia obciążeń złącza badanego systemu narzędziowego. 5. Przeanalizować zalety i wady analizowanego systemu narzędziowego. 6. Przedstawić łącznie z krótką charakterystyką najlepszy system (wg własnej opinii). 1. Przedstawić cel ćwiczenia. 2. Przedstawić w postaci rysunków, a następnie opisać szczegółowo zasadę mocowania, pozycjonowania i przenoszenia obciążeń złącza systemu analizowanego na zajęciach. 3. Podsumować przedstawioną charakterystykę systemu wraz z podaniem podstawowych wad i zalet. Porównać badany system do innych konkurencyjnych systemów. 4. Sformułować wnioski końcowe. Ć W I C Z E N I E 2 Badanie powtarzalności pozycjonowania różnych złączy w narzędziu zespolonym 1. Odmiany i rodzaje złączy systemów narzędziowych. 2. Wymagania stawiane złączom systemów narzędziowych. 3. Budowa złączy systemów narzędziowych. 1. Zapoznać się ze sposobem mocowania złączy będących przedmiotem badań. 2. Zapoznać się z metodyką badań. Określić błąd pomiaru przyjętej metodyki badań. 3. Dla danego narzędzia zespolonego przeprowadzić pomiary powtarzalności pozycjonowania w kierunku promieniowym: a) dla złącza narzędzie płytka, b) dla złącza narzędziowego, c) dla złącza systemu, d) dla złącza obrabiarka narzędzie (ang. interface), 4. Dla danego narzędzia zespolonego przeprowadzić pomiary powtarzalności pozycjonowania w kierunku osiowym: a) dla złącza narzędzie płytka, b) dla złącza narzędziowego, 5. Naszkicować zasadę mocowania i ustalania badanych złączy na poszczególnych stopniach narzędzia zespolonego. 1. Opisać metodykę badań. 2. Przedstawić rysunki oraz krótką charakterystykę badanych złączy. 3. Zamieścić wyniki pomiarów. Obliczyć wartości transponowane oraz błąd maksymalny. 4. Wykonać wykresy z porównaniem badanych złączy. 5. Przeprowadzić analizę otrzymanych wyników. 6. Sformułować wnioski końcowe.
Ć W I C Z E N I E 3 Ustawianie narzędzi na wymiar poza obrabiarką (na przykładzie wytaczadła) 1. Typy i rodzaje wytaczadeł. 2. Sposób prowadzenia i sztywność wytaczadeł. 3. Geometria ostrza wytaczadła. 4. Obciążenia mechaniczne wytaczadeł. 5. Noże stosowane w wytaczadłach, sposób ich nastawienia i zamocowania. 6. Elementy konstrukcyjne narzędzi umożliwiające ustawienie poza obrabiarką. 7. Przyrządy służące do ustawienia narzędzi poza obrabiarką. 1. Zapoznać się z obsługą maszyny pomiarowej Smile f-my Zoller. 2. Zapoznać się z ustawianiem głowic wytaczarskich: TRM f-my D Andrea (rys.1a) i EWN f-my Kaiser (rys.1b). 3. Dla danego przedmiotu obrabianego, przygotować odpowiednie narzędzie zespolone. 4. Dla podanego przez prowadzącego pola tolerancji ustalić wymiary nastawcze oraz wykonać obróbkę otworów. 5. Wykonać pomiary dokładności wykonania otworów po obróbce. 6. Z przeprowadzonych pomiarów określić wartość zapasu na rozbicie R N oraz obliczyć optymalną wartość wymiaru nastawczego d (rys.2). 7. Ustawić narzędzie na obliczony wymiar nastawczy d oraz przeprowadzić obróbkę otworu. 8. Wykonać pomiary dokładności wykonania otworu po obróbce. 1. Przedstawić cel ćwiczenia. 2. Przedstawić graficznie porównanie wymiarów nastawczych d i pomiarów średnicy d e obrobionych otworów oraz obliczony zapas na rozbicie R N. 3. Opisać metodykę ustawiania narzędzi na wymiar na maszynie pomiarowej Smile f-my Zoller. Przedstawić przyjęty na zajęciach sposób postępowania w celu określenia zapasu na rozbicie R N. Określić jakie narzucono wymagania dotyczące wartości wymiaru nastawczego d aby spełnione było właściwe wykorzystanie trwałości wymiarowej narzędzia. 4. Z przeprowadzonych pomiarów określić wartość zapasu na zużycie narzędzia Z N. 5. Wnioski końcowe. a) b) Rys. 1. Głowica wytaczarskie: a) TRM f-my D Andrea, b) EWN f-my Kaiser
Rys. 2. Zależności między wymiarem r naroża narzędzia, a wymiarami rzeczywistymi d e przedmiotu d min i d max -wymiary graniczne przedmiotu, T p - tolerancja przedmiotu, T N - tolerancja ustawienia narzędzia, R N - zapas na rozbicie, Z N - zapas na zużycie narzędzia, i 1 - pola rozrzutu wymiarów d e, T wym - okres trwałości wymiarowej narzędzia. Ć W I C Z E N I E 4 Budowa narzędzi z płytkami mocowanymi mechanicznie 1. Budowa narzędzi skrawających. 2. Geometria ostrza w układzie narzędzia. 3. Identyfikacja płytek wieloostrzowych wg kodu ISO. 4. Gniazda płytek, typy mocowań, ustalanie i podparcie. 5. Budowa mikroskopu warsztatowego. 1. Wykonać szkic i pomiary wskazanego narzędzia składanego. 2. Wykonać klasyfikację wg normy ISO. 3. Wykonać szkic i pomiary płytki wieloostrzowej. 4. Wykonać klasyfikację płytki wieloostrzowej wg normy ISO. 5. Wykonać szkic systemu mocowania płytki skrawającej. Przeprowadzić identyfikację systemu wg ISO. 6. Dla analizowanego rozwiązania systemu mocowania, określić rozkład wektorów sił umożliwiających mocowanie płytek oraz określić powierzchnie bazowe i stopień dokładności mocowania. 1. Zamieścić rysunki narzędzia oraz płytki wraz z wynikami przeprowadzonej klasyfikacji. 2. Narysować analizowane na ćwiczeniu rozwiązanie systemu mocowania z określeniem wektorów sił mocujących, powierzchni bazowych i stopnia dokładności. Przedstawić wady i zalety systemu mocowania. 3. Wnioski końcowe.
Ć W I C Z E N I E 5 Właściwości dynamiczne oprawek do narzędzi obrotowych 1. Podział i budowa oprawek do narzędzi obrotowych. 2. Drgania w procesie skrawania. 3. Sztywność i tłumienie elementów układu OUPN (obrabiarka-uchwyt-przedmiot-narzędzie). 1. Zapoznać się z obsługą oprogramowania do wyznaczania parametrów dynamicznych. 2. Zapoznać się z budową oprawek będących przedmiotem badań i sposobem mocowania w nich narzędzi. 3. Dla poszczególnych układów: oprawka-narzędzie określić parametry modalne: f o, m, c i k na podstawie zarejestrowanych sygnałów. 4. Dla poszczególnych układów: oprawka-narzędzie dokonać obliczeń amplitudy drgań wymuszonych ustalonych podczas obróbki 1. Przedstawić cel ćwiczenia. 2. Opisać metodę i technikę badań. 3. Przedstawić graficznie budowę i opisać zasadę działania oprawek będących obiektem badań. 4. Na podstawie literatury oraz wykładów sformułować zalety oraz wady oprawek będących obiektem badań. 5. Przedstawić w formie wykresów porównanie parametrów dynamicznych (m, c, k, f o ) badanych oprawek. 6. Przedstawić w formie wykresów porównanie amplitudy drgań wymuszonych ustalonych podczas obróbki, uzyskanych przy zastosowaniu badanych oprawek. 7. Przeprowadzić analizę otrzymanych wyników badań. 8. Sformułować wnioski końcowe.