Schemat toru pomiarowego:

Metodyka pomiarów:

1. Siłomierz tensometryczny

2. Mostek tensometryczny

3. Karta analogowo - cyfrowa

4. Komputer z oprogramowaniem do pomiaru analizy sygnałów napięciowych „AC2”

Rejestracja oraz analiza sygnału siły posuwowej realizowana jest za pomocą oprogramowania AC2. Program AC2 pracuje w trybie oscyloskopu cyfrowego. Uruchomienie oscyloskopu wykonujemy klawiszem F5 zawsze z okna tekstowego (okno konfiguracji). Później wybierano przedział pomiarowy i zatwierdzano wybór. Automatycznie odpowiednie dane wyświetlały się w oknie siły F i momentu M.

Wykres słupkowy pokazujący zestawienie średnie procentowe obciążenie siłą Ff.

Wykres słupkowy pokazujący zestawienie średnie procentowe obciążenie momentem skrawania Mc

F_f=f(f)

M_c=f(f)

Analiza wykresów słupkowych:

Wykres przedstawiający średnią procentową wartość siły F pokazuje, że największa siła działa na ścin. W zestawieniu z danymi literaturowymi wyniki doświadczalne, jeśli chodzi o wspomniany ścin są większe. Do wykonania ćwiczenia zostało użyte wiertło, które wcześniej było poddane ostrzeniu, po zabiegu wydłużeniu uległ ścin, o około 3-4mm. To zjawisko wywołało właśnie wzrost siły posuwowej na ścinie. Wzrost siły w tym miejscu przełożył się na zmniejszenie wartości siły na głównych krawędziach skrawających w porównaniu do danych literaturowych aż o 10%, podobnie jak dla pomocniczych krawędzi skrawających których siła posuwowa stanowi zaledwie 1,05% siły posuwowej. Analizując kolejny wykres momentu skrawania na ścinie wartość pozostaje wyższa jednak już nie przerasta reszty wartości. Moment na ścinie powinien być mały ze względu na to że zależy od ramienia czy odległości od osi obrotu, w naszym przypadku jest większy od danych literaturowych ponieważ ścin na naszym wiertle był szerszy. Wydłużenie ścina odbiło się na skróceniu krawędzi skrawających co przełożyło się w efekcie na moment skrawania głównych krawędzi, które doświadczalnie okazały się znacznie mniejsze od danych literaturowych. Moment skrawania pomocniczych krawędzi skrawających jest niemal że identyczny. Wcześniej wspominałem że parametr jest zależny od ramienia, jest również zależny od siły. Zatem pomimo tego że pomocnicze krawędzie mają największe ramie ponieważ są na obwodzie wiertła to moment jest stosunkowo mały, a jest to wynikiem tego, że siły oddziaływująca na krawędzie pomocnicze jest bardzo mała.

Analiza wykresów funkcji: Ff=f(f) i Mc=f(f)

Po wykonaniu pomiarów, wykonaliśmy wiercenie wiertłem krętym po korekcji ścinu. Zależności sił posuwowych i momentów skrawania przedstawiają wykresy. Analizując przebiegi od razu można wywnioskować, że korekcja ścinu, która polega na przywróceniu go do wymiarów najbliżej odpowiadających pierwotnym wymiarom, ma ważny i pozytywny pływ na parametry skrawania.

Analizując wykres siły widać, że różnica dla różnych posuwów waha się w granicach 200N, naturalnie w obu przypadkach wartość rośnie, jednak dla wiertła po korekcji siła jest mniejsza i rośnie wolniej, co widać po przyjrzeniu się przebiegowi F (korekcja)jest to wykres wolno rosnący. Na wykresie dla momentu skrawania widać również, że większe wartości uzyskuje wiertło z „dużym” ścinem, a różnica między wartościami dla kolejnych posuwów się zwiększa.

Wnioski:

Do badania i analizy siły posuwowej i momentu skrawania przy wierceniu wiertłem krętym należy stosować narzędzia odpowiadające normom, do których zastosowane są dane literaturowe, wtedy wyniki doświadczalne powinny być zbliżone. Zamiana długości jednej z krawędzi, przekłada się na pozostałe wymiaru i narzędzie przystosowane do pracy w oczekiwanych warunkach będzie obciążone siłą posuwową inaczej niż było to zakładane. W przypadku stępienia wiertła i poddania go ostrzeniu co znacznie zmienia wymiary powinno się poddać je korekcji ścinu, co spowoduje znaczną zmianę obciążenia, po przez skrócenie jego długości. Dla posuwu f = 0,2 przy wierceniu wiertłem po korekcji ścinu całkowita wartość siły jest mniejsza aż o 196 [N], również moment skrawania jest zmniejszy o 2,47 [Nm].