Wydział: BMiZ
Instytut Technologii Mechanicznej
Studium: stacjonarne, I st.
Zakład Obróbki Skrawaniem
Semestr: III
Kierunek: ZiIP
Rok akad.:2014/15
Liczba godzin - 15
L A B O R A T O R I U M
P R O C E S Y I T E C H N I K I P R O D U K C Y J N E
T E C H N O L O G I E K S Z T A Ł T U J Ą C E
( h a l a 2 0 – Z O S )
Prowadzący:
dr inż. Zbigniew Nowakowski
pok. 617 – budynek mech., tel. 61 66 52 752
dr inż. Szymon Wojciechowski
pok. 618 – budynek mech., tel. 61 66 52 608
Konspekt: www.zos.mt.put.poznan.pl (materiały do pobrania)
T E M A T Y Ć W I C Z E Ń
1. Porównanie skrawności i efektywności ekonomicznej różnych materiałów narzędziowych 2. Ocena cech geometrycznych warstwy wierzchniej po różnych sposobach obróbki
3. Ocena skrawalności różnych materiałów na podstawie pomiaru siły i temperatury skrawania 4. Ocena wpływu zużycia i geometrii krawędzi skrawającej wiertła krętego na siłę osiową i moment skrawania
5. Narzędzia i materiały narzędziowe na ostrza skrawające
L I T E R A T U R A
1. Filipowski R., Marciniak M.: Techniki obróbki mechanicznej i erozyjnej. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2000.
2. Grzesik W. Podstawy skrawania materiałów metalowych. WNT - Warszawa 1998.
3. Kawalec M., Kodym J., Jankowiak M.: Laboratorium z podstaw skrawania. WPP 1984.
4. Praca zbiorowa pod red. J. Kosmola: Techniki wytwarzania – obróbka wiórowa i ścierna.
Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2002.
5. Miernik M., Skrawalność metali. Metody określania i prognozowania. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2000.
6. Olszak W.: Obróbka skrawaniem. WNT 2008.
7. Słupik H.: Obróbka skrawaniem. Podstawy teoretyczne. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej. Gliwice 2010.
8. 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.
9. Wysiecki M.: Nowoczesne materiały narzędziowe. WNT Warszawa 1997.
10. Praca pod redakcją Żebrowskiego H.: Techniki wytwarzania. Obróbka wiórowa, ścierna i erozyjna.
Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2004.
R e g u l a m i n l a b o r a t o r i u m
1. Opiekunem naukowym ćwiczeń laboratoryjnych jest Kierownik Zakładu (Pracowni).
2. Ćwiczenia składają się z 5 ćwiczeń laboratoryjnych wykonywanych w podgrupach wg harmonogramu.
3. Ćwiczenia rozpoczynają się punktualnie. W razie opuszczenia ćwiczenia należy je wykonać w dodatkowym terminie, po konsultacji z kierownikiem laboratorium.
4. Do ćwiczeń należy przystąpić starannie przygotowanym na podstawie wykładów, materiałów zawartych w skrypcie oraz wskazanej literaturze. Nieprzygotowanie się do zajęć powoduje niezaliczenie ćwiczenia w danym dniu.
5. Ćwiczenie należy wykonywać zgodnie ze wskazaniami prowadzących ćwiczenie, zwracając szczególną uwagę na bezpieczeństwo i higienę pracy.
6. Po zakończeniu ćwiczenia wyniki badań i obserwacji wpisane długopisem do protokółu należy przedstawić prowadzącemu zajęcia do akceptacji.
7. Ćwiczenie zostaje zaliczone na podstawie:
− znajomości podstaw teoretycznych ćwiczenia,
− wykonania ćwiczenia,
− opracowania i złożenia na następnych zajęciach protokółu z ćwiczenia,
− uzyskania pozytywnej oceny z podstaw teoretycznych oraz opracowanego protokółu.
8. Ćwiczenie zostaje niezaliczone w razie:
− nieobecności na ćwiczeniu lub przerwaniu ćwiczenia,
− nieprzygotowania się do ćwiczenia,
− wykonania ćwiczenia niezgodnie z uwagami prowadzących,
− niewłaściwego opracowania protokółu,
− niezłożenia protokółu z ćwiczenia.
9. Każdy student ma obowiązek przynieść na zajęcia druki sprawozdań dotyczących ćwiczeń wykonywanych w danym dniu.
10. Sprawozdanie z każdego ćwiczenia student wykonuje indywidualnie.
11. W skład poprawnie wykonanego sprawozdania wchodzą: zestawienie wyników doświadczenia, opracowanie graficzne i statystyczne wyników pomiarów, analiza wyników pomiarów, wnioski końcowe (szczegóły dotyczące sprawozdania zamieszczone są w konspekcie).
12. Sprawozdanie zawierające wyłącznie wyniki doświadczenia traktowane jest na równi z brakiem sprawozdania.
13. W sprawozdaniu oceniana jest umiejętność prezentacji i opracowywania wyników pomiarów, umiejętność prowadzenia analizy – porównywania wyników i znajomości wiedzy teoretyczne dotyczącej badanego zagadnienia oraz umiejętność wnioskowania
14. Zaliczenie końcowe z laboratorium następuje po spełnieniu wymagań zgodnie z pkt. 7 dla całego programu ćwiczeń.
15. Student jest zobowiązany do niezwłocznego usprawiedliwienia u prowadzącego nieobecności na zajęciach.
16. Prowadzący zajęcia określa sposób i termin uzupełnienia zaległości powstałych wskutek usprawiedliwionej nieobecności studenta na zajęciach.
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.
18. Studenci są odpowiedzialni materialnie za uszkodzoną z ich winy aparaturę, przyrządy pomiarowe, narzędzia, pomoce warsztatowe itp.
Ć W I C Z E N I E 1
Porównanie skrawności i efektywności ekonomicznej
różnych materiałów narzędziowych
I. Zagadnienia do przygotowania
1. Przyczyny, postacie i objawy zużycia ostrzy skrawających.
2. Sposób oceny zużycia ostrzy. Geometryczne wskaźniki zużycia.
3. Różnica pomiędzy zużyciem a stępieniem ostrza (zużyciem dopuszczalnym). Kryteria stępienia ostrza.
4. Typowy przebieg zużycia ściernego z = f( t) oraz krzywa intensywności zużycia dz = f ( t).
dt
5. Trwałość ostrza i sposób jej wyrażania. Wpływ warunków skrawania na trwałość ostrza.
II. Przebieg ćwiczenia
1. Zapoznanie się z obsługą stanowiska badawczego.
2. Określenie przebiegu i warunków badań ostrzy z różnych materiałów narzędziowych.
3. Wykonanie pomiarów wskaźnika VB (rys. 1) zużycia ciągłego badanego ostrza po każdym przejściu.
c
4. Powtórzenie badań dla kolejnego materiału narzędziowego.
III. Sprawozdanie
1. Zamieścić zestawienie wyników pomiarów parametru VB po poszczególnych przejściach.
c
2. Przedstawić cel ćwiczenia oraz opisać metodykę pomiarów.
3. Zamieścić charakterystykę właściwości materiałów narzędziowych zastosowanych w ćwiczeniu.
4. Narysować wykres funkcji VB =
) dla różnych materiałów ostrza.
c f( ts
5. Wykonać obliczenia:
a) funkcji regresji o postaci VB =A· x,
c
ts
b) przewidywanych okresów T trwałości ostrzy (dla podanego kryterium stępienia VB max), c) objętości usuniętego materiału Q oraz objętości właściwej Q .
T
6. Przeprowadzić analizę otrzymanych wyników pod względem skrawności i efektywności ekonomicznej badanych ostrzy.
7. Opracować wnioski.
c
Rys. 1. Obraz starcia powierzchni przyłożenia ostrza oraz wskaźnik VBc zużycia ostrza
Ocena cech geometrycznych warstwy wierzchniej po różnych sposobach obróbki
I. Zagadnienia do przygotowania
1. Pojęcie i budowa technologicznej warstwy wierzchniej (TWW).
2. Fizyczne i geometryczne parametry oceny TWW.
3. Definicje podstawowych parametrów chropowatości i udziału materiałowego profilu chropowatości Rmr( c).
II. Przebieg ćwiczenia
1. Zapoznać się z przykładowymi częściami maszyn wykonanymi obróbką skrawaniem.
2. Określić sposoby skrawania, którymi wykonano powierzchnie oglądanych próbek.
3. Narysować ślady obróbkowe (kierunkowość obróbki) z podaniem sposobu skrawania.
4. Na podstawie profilogramów określić parametry Rz i Rt.
5. Wyznaczyć krzywe udziału materiałowego profilu chropowatości Rmr( c) dla badanych powierzchni obrobionych.
III. Sprawozdanie
1. Zamieścić zestawienie wyników pomiarów.
2. Przedstawić cel ćwiczenia oraz opisać metodykę pomiarów.
r
r
r
3. Opisać ślady obróbkowe na oglądanych częściach maszyn (analiza kinematyki skrawania - v , v , v ).
c
f
e
4. Przedstawić w postaci wykresu słupkowego porównanie parametrów: Ra, Rz i Rt dla badanych powierzchni.
Dokonać analizy (porównania) zmierzonych parametrów.
5. Wykonać wykres krzywych udziału materiałowego profilu chropowatości Rmr( c) dla badanych powierzchni (dla c wyrażonego w % oraz w μm) .
6. Dokonać analizy przebiegu krzywych udziału materiałowego profilu chropowatości z punktu widzenia właściwości eksploatacyjnych.
7. Przeprowadzić analizę otrzymanych wyników. Opracować wnioski.
Ć W I C Z E N I E 3
Ocena skrawalności różnych materiałów na podstawie pomiaru siły
i temperatury skrawania
I. Zagadnienia do przygotowania
1. Skrawalność materiałów i jej wskaźniki.
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 się z obsługą tokarki oraz układem do pomiaru siły skrawania F i temperatury Θ.
c
2. Przeprowadzenie pomiarów siły skrawania F i temperatury Θ dla podanego zestawu materiałów c
i zmiennej prędkości skrawania v (określić zakres występowania narostu).
c
3. Przeprowadzenie pomiarów siły skrawania F i temperatury Θ dla podanego zestawu materiałów c
i zmiennego posuwu f .
III. Sprawozdanie
1. Zamieścić zestawienie wyników pomiarów.
2. Przedstawić cel ćwiczenia. Narysować schemat blokowy torów pomiarowych siły skrawania F i temperatury c
Θ oraz opisać metodykę pomiarów.
3. Wykonać wykresy: F
) i
) i Θ
c = f( vc
Fc = f( f ) oraz Θ = f( vc
= f( f ) z porównaniem badanych materiałów.
3. Dokonać analizy wyników pomiarów.
4. Dokonać oceny skrawalności ze względu na wyznaczone wskaźniki.
5. Opracować wnioski.
Ocena wpływu zużycia i geometrii krawędzi skrawającej wiertła krętego na siłę osiową
i moment skrawania
I. Zagadnienia do przygotowania
1. Budowa wiertła krętego.
2. Rozkład składowych siły całkowitej podczas wiercenia wiertłem krętym.
3. Metody pomiaru sił skrawania.
4. Wpływ parametrów skrawania i geometrii ostrza na składowe siły całkowitej.
5. Przyczyny, postacie i objawy zużycia ostrzy skrawających.
6. Sposoby oceny zużycia ostrzy. Geometryczne wskaźniki zużycia.
7. Różnica pomiędzy zużyciem a stępieniem ostrza (zużyciem dopuszczalnym). Kryteria stępienia ostrza.
8. Typowy przebieg zużycia ściernego z = f( t) .
9. Trwałość ostrza i sposób jej wyrażania. Wpływ warunków skrawania na trwałość ostrza.
II. Przebieg ćwiczenia
1. Zapoznanie się z obsługą stanowiska badawczego.
2. Wykonać pomiary zużycia wierteł przygotowanych do badań.
3. Wykonanie pomiarów siły posuwowej F i momentu skrawania
podczas wiercenia wiertłami o różnym
f
Mc
stopniu zużycia.
4. Wykonanie pomiarów siły posuwowej F i momentu skrawania
podczas wiercenia wiertłami o różnej
f
Mc
geometrii części roboczej.
III. Sprawozdanie
1. Zamieścić zestawienie wyników pomiarów.
2. Przedstawić cel ćwiczenia. Narysować schemat toru pomiarowego siły posuwowej F i momentu skrawania f
M oraz opisać metodykę pomiarów.
c
3. Wykonać wykresy funkcji F =
=
f f( VBB max) i Mc f( VBB max). Przeanalizować i uzasadnić otrzymane wyniki.
4. Wykonać wykresy funkcji F =
=
f f( f) i Mc f( f) dla wierteł o różnej geometrii. Przeanalizować i uzasadnić otrzymane wyniki.
5. Opracować wnioski końcowe.
Ć W I C Z E N I E 5
Narzędzia i materiały narzędziowe na ostrza skrawające
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. 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.
2. Zapoznanie się z nowoczesnymi materiałami narzędziowymi i ich własnościami.
3. Zapoznanie się ze sposobem oznaczania narzędzi i materiałów narzędziowych.
4. Przeprowadzenie doboru materiału narzędziowego do zadania obróbkowego.
III. Sprawozdanie
1. Naszkicować wskazane narzędzia – opisać podstawowe elementy budowy części roboczej.
2. Przedstawić w formie graficznego porównania, poznane materiały narzędziowe (twardość, max.
temperatura skrawania, wytrzymałość, udarność, zakresy stosowanych parametrów skrawania ect.).
3. Opisać (narysować) przykładowe zastosowanie analizowanych narzędzi.