Politechnika Poznańska
Instytut Technologii Mechanicznej
Zakład Obróbki Skrawaniem

Wydział: BMiZ
Studium: stacjonarne I stopnia
Semestr: 6
Kierunek: MiBM - IMe
Rok akad.:20010/11

Z a a w a n s o w a n e p r o c e s y w y t w a r z a n i a

L a b o r a t o r i u m ( 1 5 g o d z . ) ( h a l a 2 0 – Z O S )

Prowadzący: dr inż. Marian Jankowiak

pok. 635 (WBMiZ) - tel. [phone]

e-mail:

[e-mail]

konspekt do pobrania:

www.zos.mt.put.poznan.pl

T e m a t y

ć w i c z e ń

1. Jakość i dokładność toczenia zahartowanych stali

2. Analiza narzędzi precyzyjnych

3. Ocena mikronierówności powierzchni po obróbce precyzyjnej

4. Dobór warunków skrawania w precyzyjnym toczeniu tworzyw konstrukcyjnych

5. Zastosowanie lasera w technologii maszyn

L

I T E R A T U R A

1. Kawalec M.: Efekty technologiczne obróbki na twardo materiałów metalowych, Mechanik, 2006 nr 1,

s. 20-25.

2. Tönshoff H.K., Arendt C., Ben Amor R., Cutting of hardened steel, Annals of the CIRP Vol. 49/2/2000, pp. 547-566.
3. Olszak W., Obróbka skrawaniem. WNT Warszawa 2008,
4. Praca pod redakcją śebrowskiego H., Techniki wytwarzania. Obróbka wiórowa, ścierna i erozyjna, Oficyna Wydawnicza

Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2004,

5. Oczoś K.: Kształtowanie materiałów skoncentrowanymi strumieniami energii. WUPR, Rzeszów 1988.
6. Oczoś K., Hybrydowe procesy obróbki ubytkowej - istota, przykładowe procesy, wyzwania rozwojowe, Mechanik, 2000

nr 5-6, s. 315-324

7. Kusiński J.: Lasery i ich zastosowanie w inżynierii materiałowej. Wydawnictwo Naukowe „Akapit”, Kraków 2000.
8. Grzesik W.: Podstawy skrawania materiałów konstrukcyjnych, WNT Warszawa 2010.
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 powierzchni: metoda profilowa –

Terminy, definicje i parametry struktury geometrycznej powierzchni.

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.

Harmonogram

Nr ćw. 01.03.11 15.03.11 29.03.11 12.04.11 09.05.11 23.05.11 07.06.11

1

♦

■

●

2

●

♦

■

3

■

●

♦

4

■

●

♦

5

o

m

ó

w

ie

n

ie

■

●

♦

za

li

cz

en

ie

Jakość i dokładność toczenia zahartowanych stali

I.

Zagadnienia do przygotowania

1. Warunki skrawania stosowane podczas toczenia zahartowanych stali.
2. Wpływ warunków skrawania na zużycie ostrza, chropowatość powierzchni obrobionej i odchyłkę zarysu powierzchni

obrobionej.

II. Przebieg ćwiczenia

1. Zapoznać się z obsługą stanowiska badawczego.
2. Zaplanować przebieg doświadczenia.
3. Dobrać materiał ostrza oraz narzędzie.
4. Dobrać parametry technologiczne toczenia.
5. Przeprowadzić doświadczenia.
6. Wykonać pomiary parametrów chropowatości powierzchni obrobionej.
7. Wykonać pomiary odchyłki zarysu powierzchni obrobionej w przekroju wzdłużnym.

III. Sprawozdanie

1. Opisać przebieg doświadczenia; podać warunki skrawania.
2. Przedstawić wyniki przeprowadzonych badań.
3. Wykonać odpowiednie wykresy.
4. Przedstawić uwagi i wnioski końcowe.

Analiza narzędzi precyzyjnych

I. Zagadnienia do przygotowania.

1. Budowa narzędzi skrawających do obróbki precyzyjnej
2. Materiały narzędziowe i ostrza skrawające do obróbki precyzyjnej
3. Znaczenie mikrogeometrii krawędzi skrawającej w mikroobróbce

II. Przebieg ćwiczenia.

1. Przeprowadzić obserwacje mikroskopowe różnych mikronarzędzi
2. Ocenić lub zmierzyć stan krawędzi i powierzchni roboczych wskazanych ostrzy skrawających
3. Na podstawie profilogramów krawędzi skrawającej wyznaczyć promień jej zaokrąglenia r

n

4. Wyznaczyć minimalną grubość warstwy skrawanej badanymi ostrzami
5. Ocenić lub zmierzyć wybrane parametry narzędzi do obróbki precyzyjnej i mikroobróbki
6. Określić geometrię wybranych narzędzi

III. Sprawozdanie.

1. Narysować analizowane ostrza i narzędzia
2. Przedstawić wyniki pomiarów lub oceny ostrzy i narzędzi
3. Przedstawić uwagi i wnioski końcowe

Ocena mikronierówności powierzchni po obróbce precyzyjnej

I.

Zagadnienia do przygotowania

1. Określenie chropowatości i falistości powierzchni. Sposób oceny chropowatości.
2. Parametry chropowatości: Ra, Rz, Rt, RSm, GWM.
3. Interpretacja fizyczna parametrów chropowatości.
4. Dobór warunków pomiaru parametrów chropowatości.

II. Przebieg ćwiczenia

1. Zapoznać się z obsługą profilografometru.
2. Zmierzyć wskazane parametry chropowatości badanych powierzchni.
3. Wyznaczyć teoretyczną wysokość nierówności dla badanych powierzchni oraz błąd odwzorowania.

III. Sprawozdanie

1. Przedstawić wyniki przeprowadzonych pomiarów oraz charakterystykę badanych powierzchni.
2. Wykonać odpowiednie wykresy umożliwiające przeprowadzenie analiz – pkt.3÷pkt.7.
3. Przeprowadzić analizę wpływu posuwu f na chropowatość powierzchni (Ra ,Rz ,Rt) po precyzyjnym toczeniu.
4. Przeprowadzić analizę wpływu obrabiarki na chropowatość powierzchni (Ra ,Rz ,Rt) po precyzyjnym toczeniu.
5. Przeprowadzić analizę wpływu promienia naroża r

ε

na chropowatość powierzchni (Ra ,Rz ,Rt).

6. Przeprowadzić analizę wpływu materiału ostrza oraz promienia zaokrąglenia krawędzi skrawającej r

n

na chropowatość

powierzchni (Ra ,Rz ,Rt).

7. Przeprowadzić porównanie teoretycznych modeli chropowatości (Rz

t

,Rz

t

’

,Ra

t

) pod kątem poprawności odwzorowania

rzeczywistej chropowatości.

8. Przedstawić uwagi i wnioski końcowe.

Dobór warunków skrawania w precyzyjnym toczeniu tworzyw konstrukcyjnych

I. Zagadnienia do przygotowania.
1. Warunki skrawania stosowane podczas obróbki tworzyw sztucznych i stopów metali kolorowych.
2. Wpływ warunków skrawania na chropowatość powierzchni obrobionej
II. Przebieg ćwiczenia.
1.

Zapoznanie się z obsługą obrabiarki.

2.

Zaplanować doświadczenie.

3.

Dobrać materiał ostrza oraz narzędzie.

4.

Dobrać parametry technologiczne skrawania.

5.

Przeprowadzić doświadczenia

6.

Pomierzyć parametry chropowatości powierzchni obrobionych

III. Sprawozdanie.
1. Podać warunki skrawania.
2. Przedstawić wyniki przeprowadzonych badań.
4. Wykonać odpowiednie wykresy.
5. Przedstawić uwagi i wnioski końcowe

Zastosowanie lasera w technologii maszyn

I.

Zagadnienia do przygotowania

1. Ogólna budowa laserów technologicznych.
2. Zasada działania lasera molekularnego CO

2

.

3. Budowa układów optycznych lasera.
4. Możliwości technologiczne laserów.

II. Przebieg ćwiczenia

1. Zapoznać się z budową i obsługą lasera oraz zasadami bezpieczeństwa
2. Zaprogramować cykl pracy lasera
3. Hartować powierzchniowo stal w różnych warunkach termicznych i kinematycznych
4. Określić twardość obrobionych powierzchni

III. Sprawozdanie

1. Opisać znane typy laserów.
2. Wykonać szkic zasady działania lasera CO

2

.

3. Przedstawić warunki przeprowadzonych badań oraz wyniki pomiarów.
4. Wnioski i uwagi do ćwiczenia.

Politechnika Poznańska
Instytut Technologii Mechanicznej
Zakład Obróbki Skrawaniem

Z a a w a n s o w a n e p r o c e s y w y t w a r z a n i a

L A B O R A T O R I U M

Nazwisko i imię

Semestr

6

Wydział

BMiZ

Kierunek

MiBM/

IMe

Grupa dziek./labor.

Temat ćwiczenia:

Ocena mikronierówności powierzchni po obróbce precyzyjnej

Data wykonania ćwiczenia

Nazwisko prowadzącego

Ocena

1. Wyniki pomiarów mikronierówności powierzchni toczonych.

ε

ε

ε

r

f

f

r

r

R

zt

8

4

5

,

0

2

2

2

≈

−

−

=













+

+

=

2

min

min

2

1

2

8

'

f

h

r

h

r

f

R

zt

ε

ε

gdzie

n

r

k

h

⋅

=

min

k=0,05÷0,5

f [mm/obr]

Ra [µm]

Rz [µm]

Rzt [µm]

Rz/Rzt

Rzt’ [µm]

Próbka I

Materiał ostrza:

. . . . . . . . . . . . . . . . .

Obrabiarka: A

r

ε

=

r

n

=

k=

Rz/Rzt’

f [mm/obr]

Ra [µm]

Rz [µm]

Rzt [µm]

Rz/Rzt

Rzt’ [µm]

Próbka II

Materiał ostrza:

. . . . . . . . . . . . . . . . .

Obrabiarka: A

r

ε

=

r

n

=

k=

Rz/Rzt’

f [mm/obr]

Ra [µm]

Rz [µm]

Rzt [µm]

Rz/Rzt

Rzt’ [µm]

Próbka III

Materiał ostrza:

. . . . . . . . . . . . . . . . .

Obrabiarka: B

r

ε

=

r

n

=

k=

Rz/Rzt’

f [mm/obr]

Ra [µm]

Rz [µm]

Rzt [µm]

Rz/Rzt

Rzt’ [µm]

Próbka IV

Materiał ostrza:

. . . . . . . . . . . . . . . . .

Obrabiarka: B

r

ε

=

r

n

=

k=

Rz/Rzt’

verte

Zadania szczegółowe:

1. Wykonać odpowiednie wykresy umożliwiające przeprowadzenie analiz – pkt. 2 – pkt. 6
2. Przeprowadzić analizę wpływu posuwu f na chropowatość powierzchni (Ra ,Rz ,Rt) po precyzyjnym

toczeniu.

3. Przeprowadzić analizę wpływu obrabiarki na chropowatość powierzchni (Ra ,Rz ,Rt) po precyzyjnym

toczeniu.

4. Przeprowadzić analizę wpływu promienia naroża r

ε

na chropowatość powierzchni (Ra ,Rz ,Rt) po

precyzyjnym toczeniu.

5. Przeprowadzić analizę wpływu materiału ostrza oraz promienia zaokrąglenia krawędzi skrawającej r

n

na

chropowatość powierzchni (Ra ,Rz ,Rt) po precyzyjnym toczeniu.

6. Przeprowadzić porównanie teoretycznych modeli (Rzt ,Rzt’ ) chropowatości pod kątem poprawności

prognozowania rzeczywistej chropowatości.

Politechnika Poznańska
Instytut Technologii Mechanicznej
Zakład Obróbki Skrawaniem

Z a a w a n s o w a n e p r o c e s y w y t w a r z a n i a

L A B O R A T O R I U M

Nazwisko i imię

Semestr

6

Wydział

BMiZ

Kierunek/specj.

MiBM/

IMe

Grupa dziek./labor.

Temat ćwiczenia:

Dobór warunków skrawania w precyzyjnym toczeniu tworzyw konstrukcyjnych

Data wykonania ćwiczenia

Nazwisko prowadzącego

Ocena

1. Wyniki badań – próba pierwsza.

Materiał obrabiany

D [mm]

Materiał ostrza

r

ε

[mm]

f [mm/obr]

a

p

[mm]

0,1

0,1

Parametry chropowatości [µm]

n

[obr/min]

v

c

[m/min]

Ra1

Ra2

Ra3

Ra

s(x)

Rz1

Rz2

Rz3

Rz

s(x)

2. Wyniki badań – próba druga.

Materiał obrabiany

D [mm]

Materiał ostrza

r

ε

[mm]

f [mm/obr]

a

p

[mm]

0,1

0,1

Parametry chropowatości [µm]

n

[obr/min]

v

c

[m/min]

Ra1

Ra2

Ra3

Ra

s(x)

Rz1

Rz2

Rz3

Rz

s(x)

Zadania szczegółowe:

1. Przeprowadzić analizę wpływu prędkości skrawania v

c

na chropowatość powierzchni (Ra i Rz) po toczeniu

tworzywa konstrukcyjnego.

2. Przeprowadzić analizę wpływu materiału ostrza na chropowatość powierzchni (Ra i Rz) po toczeniu

tworzywa konstrukcyjnego.

Politechnika Poznańska
Instytut Technologii Mechanicznej
Zakład Obróbki Skrawaniem

Z a a w a n s o w a n e p r o c e s y w y t w a r z a n i a

L A B O R A T O R I U M

Nazwisko i imię

Semestr

6

Wydział

BMiZ

Kierunek

MiBM/

IMe

Grupa dziek./labor.

Temat ćwiczenia:

Analiza narzędzi precyzyjnych

Data wykonania ćwiczenia

Nazwisko prowadzącego

Ocena

1. Wyniki pomiarów promienia zaokrąglenia krawędzi skrawającej r

n

.

n

r

k

h

⋅

=

min

k = 0,05÷0,5 przyjąć k = 0,2

Symbol materiału

Oznaczenie płytki

Rodzaje

powłok

Charakterystyka

płytki

r

n

[µm]

h

min

[µm]

KD100

TPGN110304

KCD25

SPGN090304

MC2

SNGN120408 T02020

KC9325

SNMA120408

KC5010

SNMG120408

13E

SNMG120408-23

HTX

SNMA120408

HTX

SNMG120408-23

2. Rysunek narzędzia i jego geometria

Politechnika Poznańska
Instytut Technologii Mechanicznej
Zakład Obróbki Skrawaniem

Z a a w a n s o w a n e p r o c e s y w y t w a r z a n i a

L A B O R A T O R I U M

Nazwisko i imię

Semestr

6

Wydział

BMiZ

Kierunek

MiBM/

IMe

Grupa dziek./labor.

Temat ćwiczenia:

Jakość i dokładność toczenia zahartowanych stali

Data wykonania ćwiczenia

Nazwisko prowadzącego

Ocena

1. Warunki badań – czynniki stałe

Materiał obrabiany

Twardość HRC

Miejsca pomiaru chropowatości

150

2. Wyniki badań chropowatości i odchyłki zarysu – próba pierwsza

Warunki badań

Materiał ostrza:

Odmiana toczenia:

r

ε

[mm]

f [mm/obr]

a

p

[mm]

n [obr/min]

d [mm]

v

c

[m/min]

VB

c

[mm]

L

i

[mm]

Ra [µm]

Rz [µm]

RSm [mm]

Nazwa pliku

Odkształcenie narzędzia

Zarys powierzchni

Odchyłka

∆

w

[mm]

L

i

∆

w

3. Wyniki badań chropowatości i odchyłki zarysu – próba druga

Warunki badań

Materiał ostrza:

Odmiana toczenia:

r

ε

[mm]

f [mm/obr]

a

p

[mm]

n [obr/min]

d [mm]

v

c

[m/min]

VB

c

[mm]

L

i

[mm]

Ra [µm]

Rz [µm]

RSm [mm]

Nazwa pliku

Odkształcenie narzędzia

Zarys powierzchni

Odchyłka

∆

w

[mm]

L

i

∆

w

verte

4. Wyniki badań chropowatości i odchyłki zarysu – próba trzecia

Warunki badań

Materiał ostrza:

Odmiana toczenia:

r

ε

[mm]

f [mm/obr]

a

p

[mm]

n [obr/min]

d [mm]

v

c

[m/min]

VB

c

[mm]

L

i

[mm]

Ra [µm]

Rz [µm]

RSm [mm]

Nazwa pliku

Odkształcenie narzędzia

Zarys powierzchni

Odchyłka

∆

w

[mm]

L

i

∆

w

5. Wyniki badań chropowatości i odchyłki zarysu – próba czwarta

Warunki badań

Materiał ostrza:

Odmiana toczenia:

r

ε

[mm]

f [mm/obr]

a

p

[mm]

n [obr/min]

d [mm]

v

c

[m/min]

VB

c

[mm]

L

i

[mm]

Ra [µm]

Rz [µm]

RSm [mm]

Nazwa pliku

Odkształcenie narzędzia

Zarys powierzchni

Odchyłka

∆

w

[mm]

L

i

∆

w

6. Wyniki badań chropowatości i odchyłki zarysu – próba piąta

Warunki badań

Materiał ostrza:

Odmiana toczenia:

r

ε

[mm]

f [mm/obr]

a

p

[mm]

n [obr/min]

d [mm]

v

c

[m/min]

VB

c

[mm]

L

i

[mm]

Ra [µm]

Rz [µm]

RSm [mm]

Nazwa pliku

Odkształcenie narzędzia

Zarys powierzchni

Odchyłka

∆

w

[mm]

L

i

∆

w

Zadania szczegółowe:

1. Przeprowadzić analizę zarysu powierzchni po toczeniu zahartowanych stali. Określić czynniki wpływające

na ukształtowanie powierzchni.

2. Przeprowadzić analizę wpływu zużycia ostrza VB

c

na odchyłkę zarysu w przekroju wzdłużnym

∆

w

oraz

chropowatość powierzchni Ra i Rz po toczeniu zahartowanej stali.

3. Przeprowadzić analizę wpływu prędkości skrawania v

c

na odchyłkę zarysu w przekroju wzdłużnym

∆

w

oraz

chropowatość powierzchni Ra i Rz po toczeniu zahartowanej stali.

4. Przeprowadzić analizę wpływu odmiany toczenia (narożem, skośne) na odchyłkę zarysu w przekroju

wzdłużnym

∆

w

oraz chropowatość powierzchni Ra i Rz po toczeniu zahartowanej stali.

Politechnika Poznańska
Instytut Technologii Mechanicznej
Zakład Obróbki Skrawaniem

Z a a w a n s o w a n e p r o c e s y w y t w a r z a n i a

L A B O R A T O R I U M

Nazwisko i imię

Semestr

6

Wydział

BMiZ

Kierunek

MiBM/

IMe

Grupa dziek./labor.

Temat ćwiczenia:

Zastosowanie lasera w technologii maszyn

Data wykonania ćwiczenia

Nazwisko prowadzącego

Ocena

1. Warunki badań – czynniki stałe.

Materiał obrabiany

Grubość materiału [mm]

Średnica wiązki lasera [mm]

2. Badanie wpływu mocy P na twardość WW.

Warunki badań -

Widok SGP

P = [W]

P = [W]

v

l

= [mm/min]

v

l

= [mm/min]

Twardość

HRC

Twardość

HRC

Twardość

HRC

Twardość

HRC