background image

L

ABORATORIUM 

T

ECHNOLOGII 

 

 

Strona

 

6 - 1

 

 

Analiza wpływu para-
metrów skrawania na 
temperaturę skrawania 
oraz siły i momenty dla 
toczenia i wiercenia 

 

Jarosław Małkiński

 

 

Cel ćwiczenia: 

 

o

 

wyznaczenie zależności pomiędzy wartością siły 

P

z

 

przy toczeniu a parametrami skrawania:  

 

głębokością skrawania 

g

 

posuwem 

p

.  

o

 

zbadanie wpływu parametrów skrawania (

p, g, v

) na 

temperaturę skrawania przy toczeniu bez użycia cie-
czy chłodzącej, za pomocą pirometru. 

o

 

badanie momentów i sił skrawania przy wierceniu i 
rozwiercaniu.  

 

background image

L

ABORATORIUM 

T

ECHNOLOGII          

Ć

WICZENIE 

Strona

 

6 - 2

 

 

6.1  SIŁY SKRAWANIA W PRO-

CESIE TOCZENIA 

6.1.1  Wprowadzenie do ćwiczenia 

Miarą całkowitego oporu skrawania jest wypadkowa siła skra-
wania,  w  którą  z  uwagi  na  jej  działanie  a  takŜe  i  pomiar  wy-
godniej  jest  rozłoŜyć  na  trzy  wzajemnie  prostopadłe  składowe. 
Siły  te  rozpatrujemy  w  przestrzennym  układzie  osi  prostokąt-
nych związanych z przedmiotem obrabianym lub narzędziem. 

W układzie narzędzia (rysunek 6.1.1) wyróŜnia się: 

 

składową 

P

z

 

(siła  obwodowa  lub  główna  siła  skrawania) 

działającą  zgodnie  z  wektorem  szybkości  obwodowej,  przy-
łoŜoną  w punkcie  styczności  wierzchołka  noŜa  z  przedmio-
tem obrabianym, , 

 

składową 

P

x

 

(posuwowa)

  równoległą  do  kierunku  posuwu 

narzędzia,  

 

składową 

P

y

 

(odporowa,  a  przy  toczeniu  wzdłuŜnym  pro-

mieniowa) 

normalną  do  powierzchni  obrobionej  i  pozosta-

łych dwóch składowych. 

Siła 

P

z

 powoduje uginanie narzędzia w kierunku działania siły, 

siła 

P

x

 obciąŜa mechanizm ruchu posuwowego oraz usiłuje ob-

rócić imak narzędziowy wokół jego pionowej osi, natomiast siła 
odporowa  (promieniowa) 

P

y

  usiłuje  odepchnąć  nóŜ  od,  przed-

miotu obrabianego. 

Rozpatrując siły składowe w układzie przedmiotu obrabianego 
wyróŜnia się: 

 

składową pionową 

P

n

 prostopadłą do osi toczenia,  

 

składową osiową 

P

o

 równoległą do osi toczenia, 

 

składową poprzeczną 

P

r

 prostopadłą do osi toczenia i dwóch 

pozostałych sił. 

background image

A

NALIZA WPŁYWU PARAMETRÓW SKRAWANIA NA TEMPERATURĘ SKRAWANIA 

 

ORAZ SIŁY I MOMENTY DLA TOCZENIA I WIERCENIA

 

Strona

 

6 - 3

 

Siła 

P

n

  powoduje  uginanie  przedmiotu  obrabianego  w  płasz-

czyźnie  pionowej,  analogicznie  składowa  poprzeczna 

P

r

  z  tym, 

Ŝe  w  płaszczyźnie  poziomej.  Składowa  osiowa 

P

o

  obciąŜa  łoŜy-

ska oporowe wrzeciona lub tulei konika. 

a) 

 

b)  A - A 

 

Rysunek 6.1.1 Siły składowe a) w układzie narz

ę

dzia, b) w układzie 

przedmiotu obrabianego 

Przy toczeniu wzdłuŜnym powierzchni cylindrycznych, gdy 
wierzchołek narzędzia znajduje się w osi toczenia (rys. 1), po-
między siłami składowymi w układzie obrabiarki i narzędzia 
zachodzą następujące związki: 

P

n

 = –P

z

 

 

P

r

 = –P

y

 

P

o

 = –P

x

 

Pewne  róŜnice  pomiędzy  kierunkami  działania  sił  składowych 
w  układzie  obrabiarki  i narzędzia występują  przy  toczeniu  po-
wierzchni kształtowych oraz przy ustawieniu ostrza narzędzia 
nie w osi toczenia. 

Wzajemny stosunek siły składowych 

P

x

P

y

 i 

P

z

 moŜna określić 

w przybliŜeniu za pomocą następujących wzorów: 

P

x

 

=

 (0,15 

÷

 0,3) 

P

z

   

 

P

y

 

=

 (0,3 

÷

 0,5) 

P

z

 

Znając składowe siły 

P

x

, P

y

, P

z

 moŜna obliczyć wypadkową siły 

skrawania: 

P

P

P

W

z

y

x

2

2

2

+

+

=

  [N] 

Moc skrawania 

N

e

 obliczymy wg następującego wzoru: 

1000

60

1000

60

+

=

v

P

v

P

N

x

x

z

e

 

[kW] 

background image

L

ABORATORIUM 

T

ECHNOLOGII          

Ć

WICZENIE 

Strona

 

6 - 4

 

gdzie: 

1000

n

d

v

=

π

  [m/min] - szybkość skrawania  

1000

n

p

v

x

=

  [m/min] - szybkość ruchu posuwowego 

PoniewaŜ 

v

x

 

<<

 v

, moc posuwu stanowi znikomy ułamek mocy 

głównej  i  dlatego  przy  obliczeniach  praktycznych  drugi  skład-
nik wyraŜenia na moc skrawania 

N

e

 jest pomijany. 

W praktyce, do wyznaczenia wartości sił składowych 

P

x

, P

y

, P

z

 

[N], stosuje się następujące wzory empiryczne: 

K

p

g

C

P

z

z

z

b

a

z

z

=

        

K

p

g

C

P

y

y

y

b

a

y

y

=

      

K

p

g

C

P

z

z

z

b

a

z

z

=

 

gdzie:  

C

x

, C

y

, C

 a

z

, a

y

, a

 

b

z

, b

y

, b

 

K

z

, K

y

, K

x

 

- stałe skrawania, 
- wykładniki potęgowe charakteryzujące wpływ 

głębokości skrawania 

- wykładniki potęgowe charakteryzujące wpływ po-

suwu 

- współczynniki poprawkowe charakteryzujące 

wpływ róŜnych czynników (twardość materiału, 
kąta przystawienia, kąta natarcia, kąta pochyle-
nia głównej krawędzi skrawającej itp.) na war-
tość sił skrawania. 

6.1.2  Wykonanie ćwiczenia 

1.

 

Przeprowadzenie skrawania przy 

g

o

 

= const. 

Po zadaniu parametru g

o

 naleŜy przeprowadzić 5 prób przy 

zmienianych  kolejno  posuwach  i  stałej  szybkości.  Zmiana 
posuwu następuje po zarejestrowaniu odczytu. 

2.

 

Przeprowadzenie skrawania przy 

p

o

 = const, 

Przyjęty posuw powinien być jedną z wartości posuwów za-
danych  poprzednio  przy  ustalonym  parametrze  g

o

  =  const. 

Dalszy tok postępowania podobny jak w p. 1. 

3.

 

Opracowanie wyników. Wykresy 

P

z

 = f(g) i P

z

 = f(p)

 

Na podstawie odczytów przeprowadzonych w czasie prób wg 
punktów  1  i  2  naleŜy  znaleźć  wartość  sił 

P

z

  korzystając  ze 

wzoru:       

              

 

background image

A

NALIZA WPŁYWU PARAMETRÓW SKRAWANIA NA TEMPERATURĘ SKRAWANIA 

 

ORAZ SIŁY I MOMENTY DLA TOCZENIA I WIERCENIA

 

Strona

 

6 - 5

 

p

g

C

P

b

a

z

z

z

z

=

 

[N] 

(6.1.1) 

i po ustaleniu wartości 

g

o

 zaleŜność (6.1.1): 

p

C

P

b

z

z

z

=

1

'

 

[N] 

(6.1.2) 

zaś po ustaleniu wartości 

p

g

C

P

a

z

z

z

=

2

''

 

[N] 

(6.1.3) 

Logarytmując wzory (6.1.2) i (6.1.3) otrzymamy 

p

 

log

b

 

C

 

log

'

P

 

log

z

z

z

1

+

=

g

 

log

a

C

 

log

"

P

 

log

z

z

z

2

+

=

 

 
 

(6.1.4) 

Mając  dane 

P

z’

  i 

P

z’’

  oraz 

p

  i 

g

  moŜna  sporządzić  wykres w 

skali logarytmicznej. 

4.

 

Obliczenie wielkości 

c

z

, a

z

 i 

b

z

 

Z (6.1.4) wynika, Ŝe zaleŜności 

P

z’

 = f(p)

 i 

P

z’’

 = f(g)

 są zaleŜ-

nościami  liniowymi.  Wartość  stałej 

c

z1

  odczytuje  się  z  wy-

kresu dla wartości rzędnej 

p

 = 1 gdyŜ wtedy 

log p

 = 

log 

1 = 0 

i stąd 

P

z

 = c

z1

. Wartość odczytuje się 

c

z2

 dla rzędnej 

g

 = 1. 

Wartość  wykładników  potęgowych  moŜna  teŜ  ustalić  na 
podstawie wykresu   

α

2

tg

a

z

=

   i    

α

1

tg

b

z

=

 

 

Z  równań  (6.1.1–3)  wynika,  Ŝe: 

c

g

c

z

o

a

z

z

=

1

    i   

c

p

c

z

o

b

z

z

=

2

      

stąd:                     

p

c

g

c

c

b

z

a

z

z

z

o

o

z

2

1

=

=

       

background image

L

ABORATORIUM 

T

ECHNOLOGII          

Ć

WICZENIE 

Strona

 

6 - 6

 

6.2  BADANIE TEMPERATURY W 

PROCESIE SKRAWANIA 

6.2.1  Wprowadzenie do ćwiczenia 

Ciepło wydzielające się przy skrawaniu metali ma bardzo waŜ-
ne  znaczenie  ze  względu  na  trwałość  narzędzi,  dokładność  ob-
róbki, własności warstwy wierzchniej itp. 

Źródłem ciepła w procesie skrawania jest praca skrawania nie-
zbędna do przekształcenia warstwy metalu w wiór. 

Pracę  skrawania  moŜna  przedstawić  jako  sumę  prac  cząstko-
wych: 

L = L

P

 + L

T

 + L

S

 + L

D

 + L

Z

 

gdzie: 


L

P

 

L

T

 

L

S

 

L

 
L

Z

 

– 
– 
– 
– 
– 
 
– 

całkowita praca skrawania 
praca odkształceń plastycznych 
praca tarcia wióra i materiału obrabianego 
praca odkształceń spręŜystych 
praca niezbędna do rozdrobnienia kryształów i 
utworzenia nowych powierzchni kryształów  
praca zwijania wióra. 

Największy  wpływ  na  ilość  wydzielanego  ciepła  w  procesie 
skrawania ma praca odkształceń plastycznych 

L

P

 i praca tarcia 

L

T

 . 

Przy  tworzeniu  się  wiórów  odpryskowych  głównym  źródłem 
ciepła jest praca tarcia. Natomiast przy wiórach wstęgowych i 
schodkowych  dominującą  rolę  odgrywa  praca  odkształceń  pla-
stycznych. 

W  przybliŜeniu  moŜna  przyjąć,  Ŝe  cała  praca  skrawania  prze-
kształcona zostaje w ciepło. Wówczas ilość ciepła wydzieloną w 
jednostce czasu moŜna określić na podstawie wzoru: 

Q = P

z

v

 

[J/min] 

background image

A

NALIZA WPŁYWU PARAMETRÓW SKRAWANIA NA TEMPERATURĘ SKRAWANIA 

 

ORAZ SIŁY I MOMENTY DLA TOCZENIA I WIERCENIA

 

Strona

 

6 - 7

 

gdzie:   

P

z

 - główna siła skrawania w N  

 v

 - szybkość skrawania w m/min. 

Ciepło  wydzielane  w  strefie  skrawania  rozchodzi  się  trzema 
sposobami:  drogą  przewodnictwa,  konwekcji  i  promieniowania 
Ciepło przenika, w wiór, w materiał obrabiany, narzędzie i at-
mosferę  otoczenia,  co  moŜna  wyrazić  symbolicznie  równaniem 
bilansu cieplnego: 

Q = Q

l

 + Q

2

 + Q

3

 + Q

gdzie: 


Q

1

 

Q

2

 

Q

3

 

Q

4

 

– 
– 
– 
– 
– 

całkowita ilość wydzielonego ciepła 
ilość ciepła unoszonego przez wiór 
ilość ciepła przechodzącego w narzędzie 
ilość ciepła pozostającego w materiale obrabianym 
ilość ciepła przechodzącego w atmosferę otoczenia 

Całkowita  ilość  ciepła  wydzielającego  się  w  strefie  skrawania 
oraz wzajemny stosunek składowych bilansu cieplnego, zaleŜne 
są  głównie  od  parametrów  skrawania  (głównie  szybkość  skra-
wania),  geometrii  ostrza  i  własności  (przewodność  cieplna 
i ciepło właściwe) materiału obrabianego i materiału narzędzia. 

Przy  obróbce  materiałów.  miękkich  podstawową  rolę  odgrywa 
praca odkształceń plastycznych w warstwie skrawanej, dlatego 
teŜ  największa  ilość  ciepła  wydziela  się  i zostaje  unoszona 
przez  wiór  (

  50

÷

80%  ilości  wydzielonego  ciepła  unoszone  jest 

przez  wiór,  20

÷

30%  przechodzi  w  narzędzie,  10

÷

40%  w  mate-

riał obrabiany, 1% przenika w atmosferę otoczenia). 

Przy  obróbce  materiałów  kruchych  ilość  ciepła  prze  noszonego 
przez  materiał  obrabiany  jest  znacznie  większa  (np.  obróbka 
aluminium z v = 100 m/min, ilość ciepła pozostającego w mate-
riale ponad 70%, a unoszonego przez wiór około 20%)

6.2.2  Wykonanie ćwiczenia 

1.

 

Przeprowadzenie skrawania przy 

g

o

 = const i 

v

o

 = const 

Po  zadaniu  parametru g  naleŜy  przeprowadzić  5  prób przy 
zmienionych kolejno posuwach i stałej szybkości skrawania. 

2.

 

Przeprowadzenie skrawania przy 

p

o

 = const i 

v

o

 = const 

background image

L

ABORATORIUM 

T

ECHNOLOGII          

Ć

WICZENIE 

Strona

 

6 - 8

 

Przyjęty posuw powinien być jedną z wartości posuwów za-
danych poprzednio przy ustalonym parametrze 

g

o

 = const.  

Dalszy tok postępowania podobny jak w p. 1. 

3.

 

Przeprowadzenie skrawania przy 

p

o

 = const i 

g

o

 = const 

Przyjęte  parametry 

g

o

  i 

p

o

  winny  być  wartościami  ustalo-

nymi  w  p.  1  i  2.  Próby  przeprowadzamy  zmieniając  pręd-
kość skrawania 

v

4.

 

Opracowanie wyników. Wykresy 

t

o’

 = f(p); t

o’’

 = f(g); t

o’’’

 = f(v).

 

Na podstawie odczytów zarejestrowanych w czasie prób na-
leŜy określić wpływ parametrów skrawania na temperaturę 
skrawania korzystając ze wzoru: 

v

p

g

C

t

z

y

x

o

=

 

  (6.2.1) 

Po ustaleniu wartości 

g

o

 i 

v

o

 mamy: 

p

C

t

y

o

=

1

'

  (6.2.2) 

zaś po ustaleniu wartości 

p

o

 i 

v

o

 

g

C

t

x

o

=

2

''

  (6.2.3) 

oraz po ustaleniu 

g

o

 i 

p

o:

 

v

C

t

z

o

=

3

''

'

  (6.2.4) 

Logarytmując wzory 6.2.2 - 6.2.4 otrzymamy: 

      

p

 

log

y

C

 

log

'

log

1

o

+

=

 

g

 

log

x

C

 

log

"

log

2

o

+

=

 

v

 

log

z

C

 

log

''

'

log

3

o

+

=

 

   

(6.2.5) 

Mając dane 

t

o

', t

o’’

, t

o’’’

 oraz 

p, g i v

, interpolując noŜna spo-

rządzić wykres w skali logarytmicznej. 
Wartości  wykładników  x,  y,  z  moŜna  ustalić  na  podstawie 
wykresu gdyŜ: 

1

 

tg

y

α

=

        

2

 

tg

x

α

=

     

3

 

tg

z

α

=

   

 

Z równań 6.2.2 - 6.2.5 wynika, Ŝe: 

C

v

g

C

z

o

x

o

=

1

          

C

v

p

C

z

o

y

o

=

2

         

C

p

g

C

y

o

x

o

=

3

 

stąd:                    

g

p

C

v

p

C

v

g

C

C

x

o

y

o

z

o

y

o

z

o

x

o

=

=

=

3

2

1

 

Przebieg pomiarów oraz sposób opracowania wyników opra-
cować wg punktów 1

÷

4. 

background image

A

NALIZA WPŁYWU PARAMETRÓW SKRAWANIA NA TEMPERATURĘ SKRAWANIA 

 

ORAZ SIŁY I MOMENTY DLA TOCZENIA I WIERCENIA

 

Strona

 

6 - 9

 

 

lo

g

 C

3

 

background image

L

ABORATORIUM 

T

ECHNOLOGII          

Ć

WICZENIE 

Strona

 

6 - 10

 

 

6.3  BADANIE MOMENTÓW I SIŁ 

SKRAWANIA PRZY WIER-
CENIU I ROZWIERCANIU 

6.3.1  Wprowadzenie do ćwiczenia 

Proces  wiercenia  moŜe  odbywać  się  w  dwojaki  sposób:  wierce-
nie w pełnym materiale lub powiększanie średnicy otworu wy-
konanego wcześniej: ten drugi przypadek ma duŜo cech wspól-
nych z rozwiercaniem zgrubnym. 

a) 

 

b) 

 

Rysunek 6.3.1 Parametry skrawania technologiczne (v, p, g) i geome-

tryczne (b

z

, a

z

) maj

ą

ce wpływ na wielko

ść

 sił i momentów 

skrawania w czasie obróbki: a) przy wierceniu, b) wierce-
niu wtórnym (powierceniu) 

W procesie wiercenia i rozwiercania na kaŜde ostrze działa 
pewna wypadkowa siła skrawania zaczepiona umownie w po-
łowie długości ostrza. Podobnie jak przy toczeniu moŜemy roz-
patrywać trzy składowe tej siły działającej na kaŜdą z dwóch 
krawędzi skrawających wiertła:

 

 

składowa 

P

z

  działająca  w  płaszczyźnie  prostopadłej  do  osi 

wiertła,  zgodnie  z kierunkiem  wektora  szybkości  ruchu 
głównego; 

background image

A

NALIZA WPŁYWU PARAMETRÓW SKRAWANIA NA TEMPERATURĘ SKRAWANIA 

 

ORAZ SIŁY I MOMENTY DLA TOCZENIA I WIERCENIA

 

Strona

 

6 - 11

 

 

składowa 

P

v

 działająca prostopadle do osi wiertła i składo-

wej 

P

z

 

składowa 

P

x

  działająca  w  kierunku  równoległym  do  osi 

wiertła. 

JeŜeli wiertło jest zaostrzone prawidłowo (krawędzie skrawają-
ce  zajmują  symetryczne  połoŜenie  względem  osi  wiertła),  wy-
padkowa sił 

P

y

 równa się zeru.  

Przy asymetrii krawędzi skrawających: 

0

∑ p

y

    

0

∑ p

y

 

powstaje siła  boczna  powodująca  ugięcie  wiertła  i  skrzywienie 
osi wierconego otworu. 

Siły 

P

X

 działające na główne krawędzie skrawające oraz si-

ła 

P

s

 działająca na ścianę tworzą siłę wypadkową 

P

 nazywaną 

siłą posuwową, która jest przenoszona przez mechanizm ruchu 
posuwowego wiertarki: 

 

P

P

P

X

S

+

=

2

 

[N] 

Moment  skrawania  w  procesie  wiercenia  po-
chodzi od siły P

z

2

D

P

M

z

=

 

[Nm] 

Moc skrawania przy wierceniu i rozwiercaniu 
moŜe być określona z wzoru: 

30

π

ω

=

=

n

M

M

N

e

 

[W] 

zaś moc pobierana od silnika obrabiarki: 

η

N

N

e

S

=

 

 

gdzie:  

ω

 – prędkość kątowa w 1/sek 

n

 – prędkość obrotowa w obr/min 

η

 – sprawność obrabiarki. 

Do waŜniejszych czynników wywierających wpływ na wielkość 
momentu skrawania 

M

 i siły posuwowej 

P

 przy wierceniu moŜ-

na zaliczyć: 

 

własności materiału obrabianego, 

 

posuw i głębokość skrawania, 

 

długość poprzecznej krawędzi skrawającej (ścina), 

background image

L

ABORATORIUM 

T

ECHNOLOGII          

Ć

WICZENIE 

Strona

 

6 - 12

 

 

kąt wierzchołkowy 

2

χ

 

kąt pochylenia linii śrubowej rowka wiórowego 

α

1

Własności materiału obrabianego mające wpływ na wartość si-
ły poosiowej i momentu skrawania 

M

 to przede wszystkim wła-

sności  wytrzymałościowe  (wytrzymałość  na  rozciąganie)  lub 
twardość.  Wpływ tych wielkości  uwzględnia się  za  pomocą  od-
powiednich współczynników poprawkowych. 

Posuw  i  głębokość  skrawania  (średnica  wiertła)  wiąŜe  się  z 
przekrojem warstwy skrawanej. Tak więc przy wzroście jedne-
go  z  tych  parametrów  wzrasta  przekrój  warstwy  skrawanej  a 
zatem  rośnie  siła  posuwowa 

P

  i  moment 

M

.  JednakŜe  wzrost 

głębokości  skrawania  przy  tym  samym  posuwie  powoduje 
większy  wzrost  momentu  niŜ  siły  posuwowej,  gdyŜ  przy  zmia-
nie średnicy wiertła zmienia się równieŜ długość ramienia pary 
sił 

P

z

Długość poprzecznej krawędzi skrawającej wiąŜe się z geome-
trią narzędzia. Ujemny kąt natarcia oraz szybkości skrawania 
bliska zeru powodują gniecenie i skrobanie materiału przez 
ścin. JednakŜe długość ścina ma większy wpływ na wartość siły 
posuwowej 

P

 niŜ na moment skrawania 

M

. Poprzez odpowied-

nie zaostrzenie wiertła, mające na celu skrócenie długości ścina 
moŜna osiągnąć zmniejszenie siły posuwowej 

P

 o około 30 

÷

 

40%. 

Kąt  wierzchołkowy  2

χ

,  jako  jeden  z  parametrów  geometrycz-

nych wiertła, wykazuje w granicach zalecanych wartości kąta, 
niewielki wpływ na wartość momentu i siły posuwowej i moŜe 
być  przy  wyznaczaniu 

P

  i 

M

  pomijany.  NaleŜy  jednak  zazna-

czyć,  Ŝe  przy  zmniejszaniu  kąta  2

χ

,  siła  posuwowa 

P

  maleje  a 

moment skrawania 

M

 wzrasta. 

Kąt pochylenia, linii śrubowe j rowka wiórowego 

α

ściśle wiąŜe 

się  z  kątem  natarcia 

γ

 Zatem wzrost  kąta 

α

1

  powoduje  wzrost 

kąta 

γ

 i odwrotnie tzn. jeśli kąt 

α

1

 maleje to maleje równieŜ kąt 

γ

.  PoniewaŜ  wraz  ze  wzrostem  kąta  natarcia 

γ

  siły  skrawania 

maleją, stąd moŜna wnioskować, Ŝe wzrost kąta pochylenia li-
nii  śrubowej  rowka  wiórowego 

α

powoduje  zmniejszenie  siły 

posuwowej 

P

  i  momentu  skrawania 

M

.  Dla  wierteł  ze  stali 

szybkotnącej  wzrost  kąta 

α

1

  powyŜej  30

°

  nie  powoduje  prawie 

background image

A

NALIZA WPŁYWU PARAMETRÓW SKRAWANIA NA TEMPERATURĘ SKRAWANIA 

 

ORAZ SIŁY I MOMENTY DLA TOCZENIA I WIERCENIA

 

Strona

 

6 - 13

 

Ŝadnego  wpływu  na  wartość  siły  posuwowej 

P

  i  momentu 

skrawania 

M

, stąd teŜ dla tych wierteł kąt 

α

1

 przy wierceniu w 

stali i Ŝeliwie wynosi najczęściej 25

÷

30

°

 

Oprócz wymienionych

 

wyŜej czynników, wpływ na wartość siły 

posuwowej 

P

 i momentu skrawania 

M

 mają ciecze charaktery-

zujące  się  dobrymi  własnościami  smarującymi.  Tak  np.  oleje 
mineralne aktywowane związkami siarki powodują zmniejsze-
nie siły i momentu o 30

÷

35%.

 

Wyprowadzone  uprzednio  wzory  na  siłę  i  moment  skrawania 
nastręczają  pewne  trudności  przy  obliczaniu  tych  wielkości, 
poniewaŜ  nie  zawierają  parametrów  technologicznych  jak  po-
suw 

p

 i głębokość skrawania 

g

W praktyce do obliczania sił posuwowych i momentów skrawa-
nia przy wierceniu pełnym, wierceniu wtórnym i rozwiercaniu 
słuŜą wzory empiryczne: 

 

wiercenie w materiale pełnym: 

K

p

D

C

P

o

p

y

z

p

p

=

 

[N]        

K

p

D

C

M

m

m

y

z

m

m

=

 

[Nm] 

 

wiercenia wtórne i rozwiercanie: 

K

p

g

D

C

P

o

p

y

x

z

p

p

p

=

 gdzie: 

[N]        

K

p

g

D

C

M

m

m

y

x

z

m

m

m

=

 

[Nm] 

        K

o

 = K

ok

 

 K

oh

 

 K

om                

K

m

 = K

mk

 

 K

mh

 

 K

mm

 

C

p

, C

m

 – stałe zaleŜne od warunków obróbki  

D

 

  

–    średnica wiertła, rozwiertaka w mm  

p

   –

–    posuw w mm/Obr 

g

   –

–    głębokość skrawania w mm 

z

p

, y

p

, z

m

, y

m

, x

p

, x

p  

 –

–    wykładniki potęg zaleŜne od wa-

runków obróbki 

K

ok,

 K

mk

 –

–        współczynniki charakteryzujące wpływ 

kształtu części skrawającej 

K

oh

, K

mh

 –

–        współczynniki uwzględniające wpływ stępie-

nia wierteł 

K

om

, K

mm

 –

–współczynniki uwzględniające wpływ własno-

ści mechanicznych materiału obrabianego. 

Pomiar momentów skrawania 

M

 i siły posuwowej przy wierce-

niu i rozwiercaniu dokonujemy siłomierzem wiertarskim zamo-

background image

L

ABORATORIUM 

T

ECHNOLOGII          

Ć

WICZENIE 

Strona

 

6 - 14

 

cowanym do stołu wiertarki. Moment skrawania i siła posuwo-
wa powstające w procesie skrawania oddziaływają na element 
pomiarowy, którym jest rura cienkościenna z naklejonymi ten-
sometrami. 

6.3.2  Wykonanie ćwiczenia 

Po zamocowaniu próbki w uchwycie trójszczękowym przetwor-
nika  przystępujemy  do  badań  prowadzonych  w  dwu  kierun-
kach: 

 

zmieniając średnice wierteł (4; 6; 8 mm) przy stałej wartości 
posuwu 

p

 i moŜliwie stałej prędkości skrawania 

v

 

 

zmieniając posuw 

p

 przy stałych 

D

 i 

v

Wartości mierzonych wielkości uzyskamy mnoŜąc odpowiednie 
stałe przez zanotowane wartości. 

Po sporządzeniu wykresów 

M = f(D), P = f(D), M = f(p), P = f(p)

 

w  skali  podwójnie  logarytmicznej  naleŜy  określić  stałe  i  wy-
kładniki potęgowe we wzorach na moment i siłę skrawania. W 
podobny sposób postępujemy w przypadku pomiaru momentów 
i sił przy wierceniu wtórnym i rozwiercaniu. 

 

Literatura: 

1.

 

Dmochowski  J.- 

Podstawy  skrawania

  WPW,  Warszawa 

1975 r.  

2.

 

Dmochowski  J.,  Czechowski  Zb.- 

Ćwiczenia  laboratoryjne  z 

obróbki  skrawaniem  i narzędzi  skrawających

  WPW,  War-

szawa 1973 r.