Politechnika Poznańska Wydział: BMiZ
Instytut Technologii Mechanicznej Studium: stacjonarne I stopnia
Zakład Obróbki Skrawaniem Semestr: 3
Kierunek: MiBM
Rok akad.:2014/15
Liczba godzin - 15
I N Å» Y N I E RI A W Y TW AR Z A N I A I
Obróbka skraw ani em
L a b o r a t o r i u m ( h a l a H 20  Z O S )
Prowadzący: dr inż. Damian Przestacki pok. 620 A1  WBMiZ, tel. [phone]
e-mail: [e-mail]
mgr inż. Krzysztof Ślimak pok. 605 A1 WBMiZ, tel. [phone]
e-mail: [e-mail]
mgr inż. Szymon Wojciechowski pok. 618 A1 WBMiZ, tel. [phone]
e-mail: [e-mail]
Konspekt: www.zos.mt.put.poznan.pl (materiały do pobrania)
T E M A T Y Ć W I C Z E C

1. Budowa i geometria ostrzy skrawajÄ…cych.
2. Ocena cech geometrycznych warstwy wierzchniej po różnych sposobach obróbki.
3. Ocena zużycia ostrzy narzędzi skrawających.
4. Analiza wpływu parametrów skrawania na siłę i temperaturę skrawania.
5. Badanie i analiza siły posuwowej i momentu skrawania przy wierceniu wiertłem krętym.
LITERATURA
1. Adamczak S.: Pomiary geometryczne powierzchni. Zarysy kształtu, falistości i chropowatości.
WNT, Warszawa 2008.
2. Cichosz P.: Narzędzia skrawające. WNT Warszawa 2006.
3. Filipowski R., Marciniak M.: Techniki obróbki mechanicznej i erozyjnej. Oficyna Wydawnicza Politechniki
Warszawskiej, Warszawa 2000.
4. Grzesik W. Podstawy skrawania materiałów metalowych. WNT, Warszawa 2011.
5. Kawalec M., Kodym J., Jankowiak M.: Laboratorium z podstaw skrawania.WPP 1984.
6. Miernik M.: Skrawalność metali. Metody określania i prognozowania. Oficyna Wydawnicza Politechniki
Wrocławskie. Wrocław 2006.
7. Olszak W.: Obróbka skrawaniem. WNT Warszawa 2008.
8. Praca zbiorowa pod red. P. Cichosza: Techniki wytwarzania, obróbka ubytkowa, laboratorium.
Oficyna wyd. Pol. Wrocławskiej, Wrocław 2002.
9. Wieczorowski M., Cellary A., Chajda J.: Przewodnik po pomiarach nierówności powierzchni czyli
o chropowatości i nie tylko. Politechnika Poznańska, Instytut Technologii Mechanicznej, Zakład Metrologii
i Systemów Pomiarowych, Poznań 2003.
10. PN-EN ISO 4287:1999  Specyfikacje geometrii wyrobów  Struktura geometryczna powierzchnii: metoda
profilowa  Terminy, definicje i parametry struktury geometrycznej powierzchnii.
11. 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.
Ćwiczenie 1
Budowa i geometria ostrzy skrawajÄ…cych
I. Zagadnienia do przygotowania
1. Budowa narzędzi jednolitych i składanych.
2. Części składowe narzędzi; identyfikacja części roboczej, chwytowej i łączącej.
3. Identyfikacja powierzchni natarcia i przyłożenia, krawędzi skrawających, naroża.
4. Geometria ostrza noża tokarskiego.
5. Materiały narzędziowe - skład, właściwości, zakresy stosowania (stal szybkotnąca, węgliki spiekane, cermetale,
ceramika, materiały supertwarde - CBN, PKD i MKD, materiały ścierne).
II. Przebieg ćwiczenia
1. Zapoznanie się z ogólną budową narzędzi skrawających o określonej i nieokreślonej geometrii.
2. Opisanie roboczych części wskazanych narzędzi.
3. Zapoznanie się z nowoczesnymi materiałami narzędziowymi i ich własnościami.
4. Zapoznanie się ze sposobem oznaczania materiałów narzędziowych.
5. Przeanalizowanie różnych rozwiązań wymiennych płytek skrawających.
III. Sprawozdanie
1. Naszkicować wskazane narzędzia  przeprowadzić analizę geometrii ich ostrzy, ocenić rodzaj i wielkość ziarna
ściernego.
2. Opisać i usystematyzować poznane materiały narzędziowe pod względem ich właściwości (twardość, max. temperatura
skrawania, wytrzymałość, udarność, zakresy stosowanych parametrów skrawania).
3. Opracować wnioski.
Ćwiczenie 2
Ocena cech geometrycznych warstwy wierzchniej po różnych sposobach obróbki
I. Zagadnienia do przygotowania
1. Definicja i budowa warstwy wierzchniej (WW).
2. Geometryczne parametry oceny WW.
3. Fizyko-chemiczne parametry oceny WW.
4. Definicje trzech podstawowych parametrów chropowatości powierzchni Ra, Rz, Rt.
5. Rodzaje odwzorowania ostrza w materiale przy obróbce jednoostrzowymi narzędziami punktowymi i obliczanie
chropowatości teoretycznej.
6. Sposób wyznaczania i interpretacja krzywej udziału materiału profilu chropowatości (krzywa nośności). Interpretacja
długości materiałowej.
7. WpÅ‚yw technologicznych parametrów skrawania (f, vc) i geometrii ostrza (reð , :r') na chropowatość powierzchni.
II. Przebieg ćwiczenia
1. Zapoznanie się z cechami użytkowymi warstwy wierzchniej i jej budową.
2. Zidentyfikowanie sposoby skrawania dla badanych powierzchni (obróbka wiórowa, ścierna i erozyjna).
3. Narysowanie struktury geometrycznej śladów obróbkowych badanych powierzchni.
4. Wykonanie pomiarów wartości zastosowanego posuwu na ostrze.
5. Wyznaczenie parametru Rz chropowatości dla badanych powierzchni.
6. Wyznaczenie krzywych udziału materiału profilu chropowatości badanych powierzchni.
III. Sprawozdanie
1. Narysować strukturę geometryczną śladów obróbkowych z podaniem wartości posuwu.
2. Porównać parametry Ra i Rz dla badanych powierzchni.
3. Wykonać wykresy krzywych udziału materiału profilu chropowatości.
4. Przeprowadzić analizę otrzymanych wyników. Opracować wnioski.
Ćwiczenie 3
Ocena zużycia ostrzy narzędzi skrawających
I. Zagadnienia do przygotowania
1. Przyczyny, postacie i objawy zużycia ostrzy skrawających.
2. Sposób oceny zużycia ostrzy. Geometryczne wskaz
niki zużycia.
3. Różnica pomiędzy zużyciem a stępieniem ostrza (zużyciem dopuszczalnym). Kryteria stępienia ostrza.
dz
4. Typowy przebieg zużycia ściernego z=f(t) oraz krzywa intensywności zużycia .
=ð f(t)
dt
5. Trwałość ostrza i sposób jej wyrażania. Zależność ilościowa między trwałością a prędkością skrawania (funkcja
Taylora).
6. Wpływ parametrów skrawania i rodzaju materiału narzędziowego na trwałość ostrza.
II. Przebieg ćwiczenia
1. Zapoznanie się z obsługą stanowiska badawczego.
2. Wykonanie badania wpływu czasu skrawania (ts) na zużycie ostrza (VBc).
3. Dokonanie oceny objawów zużycia oraz pomiarów poszczególnych wielkości geometrycznych zużycia ciągłego po
każdym przejściu.
4. Powtórzenie badania dla innych materiałów narzędziowych.
III. Sprawozdanie
1. Zamieścić zestawienie wyników pomiarów VBc wraz z objawami zużycia ostrzy po poszczególnych przejściach.
2. Narysować zestawienie objawów zużycia ciągłego wraz z jego geometrycznymi wielkościami.
3. Przedstawić charakterystykę właściwości materiałów narzędziowych zastosowanych w ćwiczeniu.
4. Narysować wykresy VB=f(ts) dla różnych materiałów ostrza.
5. Wykonać obliczenia funkcji regresji VB=f(ts). Dla podanego przez prowadzącego kryterium stępenia VBmax obliczyć
przewidywane okresy trwałości ostrzy T.
6. Przeprowadzić analizę otrzymanych wyników.
7. Opracować wnioski.
Ćwiczenie 4
Analiza wpływu parametrów skrawania na siłę i tempreturę skrawania
I. Zagadnienia do przygotowania
1. Skrawalność materiałów i jej wskaz
niki.
2. Rozkład składowych siły całkowitej przy toczeniu.
3. Wielkości charakteryzujące zmienność sił w czasie skrawania.
4. Wpływ różnych czynników na składowe siły całkowitej i temperaturę przy toczeniu (materiał obrabiany, narzędzie,
parametry skrawania ...).
5. Sposoby pomiaru sił i temperatur.
6. Budowa i zasada działania tensometrycznego siłomierza tokarskiego.
II. Przebieg ćwiczenia
1. Zapoznanie siÄ™ z obsÅ‚ugÄ… tokarki oraz ukÅ‚adem do pomiaru siÅ‚y skrawania Fc i temperatury Qð.
2. Przeprowadzenie pomiarów siÅ‚y skrawania Fc i temperatury Qð dla podanego zestawu materiałów i zmiennej prÄ™dkoÅ›ci
skrawania vc (określić zakres występowania narostu).
3. Przeprowadzenie pomiarów siÅ‚y skrawania Fc i temperatury Qð dla podanego zestawu materiałów i zmiennego posuwu f
III. Sprawozdanie
1. Zamieścić zestawienie wyników pomiarów siły i temperatury skrawania. Przedstawić cel i metodykę pomiarów.
2. Narysować schemat blokowy torów pomiarowych siÅ‚y skrawania Fc i temperatury Qð .
3. Dla otrzymanych wyników badaÅ„ sporzÄ…dzić wykresy: Fc=f(vc) i Fc=f(f ) oraz Qð=f(vc) i Qð=f(f ). Dla funkcji
Qð
Fc=f(f ) , Qð=f(vc) i Qð=f(f ) przedstawić modele równiania regrasji w postaci: , Qð oraz
Qð
Qð
. Dla każdej z funkcji regresji podać współczynniki korelacji.
Qð
4. Przeprowadzić analizę wyników pomiarów. Porównać skrawalność badanych materiałów ze względu na wyznaczone
wskaz
niki.
5. Opracować wnioski.
Ćwiczenie 5
Badanie i analiza siły posuwowej Ff i momentu skrawania Mc
przy wierceniu wiertłem krętym
I. Zagadnienia do przygotowania
1. Budowa wiertła krętego.
2. Metody pomiaru i rejestracji sił skrawania.
3. Cel i sposób wzorcowania siłomierzy.
4. Rozkład składowych siły całkowitej podczas wiercenia wiertłem krętym.
5. Wpływ parametrów skrawania i geometrii ostrza na składowe siły całkowitej.
II. Przebieg ćwiczenia
1. Zapoznanie się z obsługą stanowiska badawczego.
2. Wykonanie pomiarów siły posuwowej Ff i momentu Mc podczas kolejnych faz wiercenia próbki o specjalnym kształcie:
a) faza 1 - Ff kr ; Mckr
b) faza 2 - Ff kr + Ff pkr ; Mckr + Mcpkr
c) faza 3 - Ff = Ff kr + Ff pkr + Ff Å› ; Mckr + Mcpkr + McÅ› = Mc
3. Wykonanie pomiarów siły posuwowej Ff i momentu Mc podczas wiercenia wiertłem z korekcją ścina wierzchołka.
4. Przeprowadzić pomiary wpływu posuwu na siłę Ff i moment Mc przy wierceniu klasycznym wiertłem oraz wiertłem
z korekcją ścina.
III. Sprawozdanie
1. Narysować schemat toru pomiarowego siły posuwowej Ff i momentu Mc oraz opisać metodykę pomiarów.
2. Ustalić na podstawie badań średnie procentowe obciążenie siłą posuwową Ff i momentem Mc poszczególnych
elementów konstrukcyjnych ostrza (głównych krawędzi skrawających, pomocniczych krawędzi skrawających
i ścina).
3. Przedstawić w postaci wykresu słupkowego otrzymane wyniki i porównać z danymi literaturowymi. Przeanalizować
i uzasadnić otrzymane wyniki.
4. Sporządzić wykres funkcji Ff = f(f) Mc = f(f) oraz przy wierceniu klasycznym wiertłem oraz wiertłem z korekcją ścina
wierzchołka. Uzasadnić otrzymane wyniki.
5. Opracować wnioski.
Politechnika Poznańska
I N Å» Y NIE R IA W YT WA R ZA NI A I
Instytut Technologii Mechanicznej
O B R Ó B K A S K R A W A N I E M
Zakład Obróbki Skrawaniem
Nazwisko i imiÄ™ S E M E S T R W Y D Z I A A
K I E R U N E K Grupa dziek./labor.
3
BMiZ MiBM
Temat ćwiczenia:
Budowa i geometria ostrzy skrawajÄ…cych
Data wykonania ćwiczenia Nazwisko prowadzącego Ocena
Politechnika Poznańska
I N ŻY NIE R IA W YT WA R ZA NI A I
Instytut Technologii Mechanicznej
O B R Ó B K A S K R A W A N I E M
Zakład Obróbki Skrawaniem
Nazwisko i imiÄ™ S E M E S T R W Y D Z I A A
K I E R U N E K Grupa dziek./labor.
3 BMiZ MiBM
Temat ćwiczenia:
Analiza wpływu parametrów skrawania na siłę i temperaturę skrawania
Data wykonania ćwiczenia Nazwisko prowadzącego Ocena
1. Badanie wpÅ‚ywu prÄ™dkoÅ›ci skrawania vc na wartość siÅ‚y Fc Å›r i temperatury QðÅ›r
Warunki badań: ap= 0,2 mm f= 0,12 mm/obr
pð×ðd ×ð n
vc =ð [m/min]
1000
n stal 45 ( d= mm ) PA6 ( d= mm )
[obr/min] vc [m/min] Fc śr [N] vc [m/min] Fc śr [N]
Qð [°ðC] Qð [°ðC]
śr śr
56
112
224
450
900
2. Badanie wpÅ‚ywu posuwu f na wartość siÅ‚y Fc Å›r i temperatury Qð Å›r
Warunki badań: ap= 0,2 mm n= 630 obr/min
f stal 45 PA6
[mm/obr] Fc śr [N] Fc śr [N]
Qð [°ðC] Qð [°ðC]
śr śr
0,04
0,08
0,14
0,20
0,40
Politechnika Poznańska
I N Å» Y NIE R IA W YT WA R ZA NI A I
Instytut Technologii Mechanicznej
O B R Ó B K A S K R A W A N I E M
Zakład Obróbki Skrawaniem
Nazwisko i imiÄ™ S E M E S T R W Y D Z I A A
K I E R U N E K Grupa dziek./labor.
3
BMiZ MiBM
Temat ćwiczenia:
Ocena cech geometrycznych warstwy wierzchniej po różnych sposobach obróbki
Data wykonania ćwiczenia Nazwisko prowadzącego Ocena
1. Charakterystyka cech geometrycznych powierzchni po różnych sposobach obróbki.
........................... ........................... ........................... ...........................
sposób obróbki sposób obróbki sposób obróbki sposób obróbki
fz= ..... fz= ..... fz= ..... fz= .....
Ra= ..... Ra= ..... Ra= ..... Ra= .....
Rz= ..... Rz= ..... Rz= ..... Rz= .....
Rt= ..... Rt= ..... Rt= ..... Rt= .....
2. Wyznaczenie krzywej udziału materiałowego
Udział
Poziom przeciÄ™cia profilu chropowatoÅ›ci c [mðm]
materiałowy
powierzchnia powierzchnia powierzchnia powierzchnia
Rmr [%]
................... ................... ................... ...................
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
Politechnika Poznańska
I N ŻY NIE R IA W YT WA R ZA NI A I
Instytut Technologii Mechanicznej
O B R Ó B K A S K R A W A N I E M
Zakład Obróbki Skrawaniem
Nazwisko i imiÄ™ S E M E S T R W Y D Z I A A
K I E R U N E K Grupa dziek./labor.
3 BMiZ MiBM
Temat ćwiczenia:
Ocena zużycia ostrzy narzędzi skrawających
Data wykonania ćwiczenia Nazwisko prowadzącego Ocena
P o m i a r y o r a z s z k i c e o b j a w ó w z u ż y c i a
B a d a n y m a t e r i a Å‚ Warunki
Lp skrawania
VBc=........... VBc=........... VBc=...........
Materiał - & & ..
f=0,08 mm/obr
1.
ap=0,1 mm
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ n=1120 obr/min
krawędz
skrawająca krawędz
skrawająca krawędz
skrawajÄ…ca
VBc=........... VBc=........... VBc=...........
fð (d) [mm]
.........................
2.
Li [mm]
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .........................
krawędz
skrawająca krawędz
skrawająca krawędz
skrawajÄ…ca
VBc=........... VBc=........... VBc=...........
L
ts =ð [ðmin]ð
f ×ð n
3.
pð ×ðd ×ðn m
éð Å‚ð
vc =ð
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Ä™ðminÅ›ð
1000
ëð ûð
krawędz
skrawająca krawędz
skrawająca krawędz
skrawajÄ…ca
VBc=........... VBc=........... VBc=...........
vc=...............
ts1=...............
4.
ts2=...............
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
ts3=...............
krawędz
skrawająca krawędz
skrawająca krawędz
skrawajÄ…ca
ts4=...............
Współczynniki równania Równanie
Kryterium stępienia Trwałość
Materiał ostrza
A x VBc =ð A×ðts x VBmax [mm]
T [min]
Politechnika Poznańska
I N Å» Y NIE R IA W YT WA R ZA NI A I
Instytut Technologii Mechanicznej
O B R Ó B K A S K R A W A N I E M
Zakład Obróbki Skrawaniem
Nazwisko i imiÄ™ S E M E S T R W Y D Z I A A
K I E R U N E K Grupa dziek./labor.
3 BMiZ MiBM
Temat ćwiczenia:
Badanie i analiza siły posuwowej i momentu skrawania przy wierceniu
Data wykonania ćwiczenia Nazwisko prowadzącego Ocena
1. Próbka przeznaczona do badania siły posuwowej Ff , momentu skrawania Mc oraz parametry
skrawania
Parametry skrawania
d [mm]
n [mm/obr]
vc [m/min]
Materiał obrabiany:
.................................................
2. Pomiary siły Ff kr i momentu skrawania Mc kr  faza 1 3. Pomiary siły Ff kr + Ff pkr i momentu
skrawania Mc kr + Mc pkr  faza 2
f [mm/obr] Ff kr [N] Mc kr [N·m] Ff kr + Ff pkr [N] Mc kr + Mc pkr [N·m]
0,112
0,16
0,224
4. Pomiary siły posuwowej Ff i momentu skrawania Mc - faza 3
f [mm/obr] Ff [N] Mc [N·m]
0,112
0,16
0,224
5. Średnie wartości sił i momentów pochodzących od poszczególnych elementów geometrycznych wiertła
Åšrednie wartoÅ›ci siÅ‚ [N] Åšrednie wartoÅ›ci momentów [N·m]
f [mm/obr]
Ff kr Ff pkr Ff Å› Mc kr Mc pkr Mc Å›
0,112
0,16
0,224
6. Pomiary siły posuwowej Ff i momentu skrawania Mc dla wiertła z korekcją ścina
f [mm/obr] Ff [N] Mc [N·m]
0,112
0,16
0,224
7. Średnie procentowe obciążenie elementów geometrycznych wiertła siłą posuwową Ff
i momentem skrawania Mc
Obliczenia:
Dane literaturowe
Siła posuwowa Ff [%] Moment skrawania Mc [%]
Główne Pomocnicze Główne Pomocnicze
Åšcin Åšcin
krawędzie skr. krawędzie skr. krawędzie skr. krawędzie skr.
Dane z przeprowadzonego ćwiczenia
Siła posuwowa Ff [%] Moment skrawania Mc [%]
Główne Pomocnicze Główne Pomocnicze
Åšcin Åšcin
krawędzie skr. krawędzie skr. krawędzie skr. krawędzie skr.