Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji ZAKŁAD TECHNOLOGII OBRÓBKI |
Imię i nazwisko
Grupa 13M3 2012/2013 |
LABORATORIUM
TECHNOLOGII OBRÓBKI
Ćwiczenie odpracowano |
Ćwiczenie zaliczono |
|||
Prowadzący |
|
Prowadzący |
|
Ocena |
Podpis |
|
Podpis |
|
|
Data |
29.10.2012 |
Data |
|
|
Ćwiczenie nr 5
ZJAWISKA FIZYKALNE W OBRÓBCE SKRAWANIEM
I. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest doświadczalne i obliczeniowe określenie wpływu różnych czynników na wybrane zjawiska fizykalne w procesie skrawania, a mianowicie:
powstawanie wiórów, ich budowę i rodzaje,
zjawiska towarzyszące powstawaniu wióra, odkształcenia oraz przemieszczenia materiału obrabianego w strefie skrawania i narost na ostrzu,
siły i opory skrawania,
praca, ciepło, moc oraz energochłonność procesów skrawania.
II. Wymagane wiadomości
Proces burzenia spójności materiału w obróbce wiórowej, budowa i rodzaje wiórów oraz ich bieg i spływ.
Charakterystyka sił i oporów skrawania - rozkład składowych sił i oporów skrawania w różnych sposobach obróbki oraz ich zależność od różnych czynników.
Praca i moc skrawania.
Ciepło i temperatura w procesie skrawania.
III. Opis stanowiska laboratoryjnego
Tokarka uniwersalna. Nóż tokarski wykończak prostoliniowy lub przecinak obustronnie odsadzony. Materiał wg wskazań prowadzącego ćwiczenie w postaci wałków rowkowanych obwodowo i o powierzchni ciągłej. Mikrometr i suwmiarka uniwersalna. Nóż tokarski imakowy wygięty prawy. Płytki skrawające z łamaczem i zwijaczem wióra. Siłomierz, wzmacniacze ładunków, rejestrator.
IV. Przebieg ćwiczenia
Zadanie laboratoryjne 1
Odkształcenie w strefie skrawania i kinetyka procesu oddzielania wióra.
Określić wpływ grubości warstwy skrawanej ap oraz kąta natarcia γ0 na współczynnik spęczenia wióra Λh podczas toczenia. Porównać kształty i wymiary przekrojów poprzecznych warstwy skrawanej i wióra.
Przyjmując uproszczony model procesu skrawania, obliczyć średnie wartości: kąta poślizgu Φ, prędkości poślizgu vs oraz prędkości spływu wióra vch .
Tabela 1
Materiał obrabiany: Ti6AL4V Rm = 950 MPa
Wymiary: długość l = 120 mm, szerokość d= 50 mm
Narzędzie: CNGP120408 α0 = 11 κr =90
Obrabiarka: HSTEL1 prędkość skrawania vc = 150 m/min
l.p. |
ap mm |
γ0 stopnie |
h x b h=f b=0,5 |
hch x bch mm x mm |
Λh |
Φ |
vs m/min |
vch m/min |
F Mm/obr |
1 |
0,5 |
-6 |
|
0,11x1,08 |
1,375 |
0,72 |
158,9 |
109,1 |
0,08 |
2 |
0,5 |
-6 |
|
0,13x0,89 |
1,130 |
0,85 |
170,3 |
132,7 |
0,115 |
3 |
0,5 |
-6 |
|
0,16x0,91 |
1,067 |
0,88 |
174,6 |
140,6 |
0,15 |
Zadanie laboratoryjne 2
Budowa, rodzaje i odmiany wiórów oraz ich ocena.
Określić wpływ prędkości skrawania i posuwu na budowę, rodzaj i odmiany wiórów oraz kierunek ich spływu. Przeprowadzić obserwacje mikroskopowe zewnętrznej i wewnętrznej strony wióra. Zwrócić uwagę na kolor wióra wynikający ze zmian temperatury procesu skrawania. Przeprowadzić ocenę powstających wiórów ze względu na bezpieczeństwo pracy i możliwość uszkodzenia powierzchni obrobionej.
Tabela 2
Materiał obrabiany: ……………………….. Rm = ……………….. MPa
Narzędzie: ………….. α0 = ........., γ0 = …….., κr = ……., λs = ……….
Obrabiarka: …………………….., głębokość skrawania ap = 1 mm
l.p. |
vc m/min |
f0 mm/obr |
Rodzaj Elemen-towy/ ciągłe |
Odmiana |
Postać Kształt |
Kierunek spływu |
Ocena |
Wygląd strony zewn i wewn |
1 |
300 |
0,077 |
c |
wstęgowa |
Spiralna |
I |
=( |
Nie ładny |
2 |
300 |
0,211 |
e |
łukowa |
Luźna |
I |
=) |
gładki |
3 |
300 |
0,307 |
e |
rurowa |
Długa |
I |
=( |
|
4 |
300 |
0,499 |
e |
lużna |
luźna |
I/IV |
=) |
|
Określić wpływ rodzaju materiału obrabianego na budowę, rodzaj i odmiany wiórów. Pozostałe zdania jak w pkt. A.
Tabela 3
Narzędzie: …………….. α0 = ......., γ0 = ….., κr = …., λs = …, rε = …...
Obrabiarka: ………głębokość skrawania ap = … mm; ośrodek obróbkowy:
l.p. |
Materiał obrabiany |
Rodzaj Odmiana |
Postać Kształt |
Kierunek spływu |
Ocena |
Kolor |
Wygląd str. zewn. i wewn. |
1 |
Nie trzeba |
||||||
2 |
|
||||||
3 |
|
||||||
4 |
|
Ocenić wióry powstające przy zastosowaniu płytki o złożonym kształcie powierzchni natarcia w porównaniu do wióra otrzymywanego przy skrawaniu płytką z płaską powierzchnią natarcia. Warunki jak w tab.3.
Tabela 4
l.p. |
Kształt powierzchni natarcia |
Rodzaj Odmiana |
Postać Kształt |
Kierunek spływu |
Ocena |
Uwagi własne |
1 |
Płaska |
Nie potrzebne |
||||
2 |
O złożonym kształcie |
|
Zadanie laboratoryjne 3
Narost na ostrzu
Przeprowadzić obserwacje mikroskopowe narostu na ostrzu.
Wykonać szkic narostu zwracając uwagę na jego wysokość, wysięg i zmianę kata natarcia.
Zadanie laboratoryjne 4
Pomiar oporów skrawania
Przeprowadzić pomiary składowych oporów skrawania przy toczeniu w zależności od głębokości skrawania oraz posuwu. Wyniki pomiarów zamieścić w tablicy 5. (po oszacowaniu statystycznym).
Naszkicować schemat toru pomiarowego oraz podać zasadę działania zastosowanego siłomierza.
Zadanie laboratoryjne 5
Praca, moc, ciepło i energochłonność skrawania.
Tabela 5
Materiał obrabiany: ……………………….. Rm = ……………….. MPa
Narzędzie: …………….. α0 = ......., γ0 = ….., κr = …., λs = …, rε = …...
Obrabiarka: ………………………………..
l.p |
Parametry skrawania |
Składowe siły skrawania [N] |
Moc skrawania [W] |
wsp. wyk. mocy |
Praca i opór wł. |
Energo-chłonność |
|||||
|
f0 [mm/obr] |
ap [mm] |
Fc
|
Ff
|
Fp |
Pc
|
Pf
|
Pe
|
ε |
ev, kc [J/mm2]; [N/mm2] |
eN [W/mm3/min] |
1 |
0,077 |
1 |
307,1 |
326,58 |
297,95 |
776,75 |
0,4 |
768,15 |
|
3988,31 |
0,0665 |
2 |
0,211 |
|
550,77 |
369,71 |
403,22 |
1376,93 |
1,24 |
1378,17 |
|
2610,28 |
0,0435 |
3 |
0,307 |
|
383,87 |
374,73 |
723,37 |
959,68 |
1,83 |
961,51 |
|
1250,39 |
0,0209 |
4 |
0,499 |
|
947,37 |
431,15 |
454,47 |
2368,43 |
3,43 |
2371,85 |
|
1898,54 |
0,0317 |
5 |
0,211 |
0,5 |
274,41 |
162 |
276,48 |
686,03 |
0,54 |
686,57 |
|
1300,52 |
0,0217 |
6 |
|
0,75 |
409,74 |
260,08 |
316,62 |
1024,35 |
0,87 |
1025,22 |
|
1941,90 |
0,0324 |
7 |
|
1 |
550,77 |
369,71 |
403,22 |
1376,93 |
1,24 |
1378,17 |
|
2610,28 |
0,0435 |
8 |
|
1,25 |
628,89 |
480,34 |
435,31 |
1572,23 |
1,61 |
1573,84 |
|
2980,52 |
0,0497 |
A )Na podstawie przeprowadzonych pomiarów składowych sił skrawania, obliczyć moc skrawania niezbędną do pokonania oporów skrawania w kierunku ruchu głównego Pc i posuwowego Pf oraz mocą efektywną Pe. Określić współczynnik wykorzystania mocy ε.
Obliczyć wartość objętościowej pracy skrawania ev [J/mm3], oporu właściwego skrawania kc [N/mm2].
Obliczyć ilość wydzielonego ciepła w jednostce czasu.
Obliczyć wskaźnik energochłonności toczenia eN [W/mm3/min].
Wyniki pomiarów wg pkt. A-D zestawić w tabeli 5.
V. Zadania do wykonania
Wykonać wykresy: Λh = f(ap ) lub Λh = f(γ0), Φ = f(ap ) lub
Φ = f(γ0), vs = f(ap ) lub vs = f(γ0), vch = f(ap ) lub vch = f(γ0).
Wykonać wykresy wskazanej zależności: Fc = f(ap); Fc = f(f0);
Ff = f(ap); Ff = f(f0).
VI. Literatura
Dmochowski J.: Podstawy obróbki skrawaniem, PWN, Warszawa, 1983.
Grzesik W.: Podstawy skrawania materiałów metalowych, WNT, Warszawa, 1998.
Jemielniak K.: Obróbka skrawaniem, PWN, Warszawa, 1998.
Katalogi narzędziowe.
Notatki z wykładów.
Poradnik inżyniera - Obróbka skrawaniem, t.1, WNT, Warszawa, 1991.
Przybylski L.: Strategia doboru warunków skrawania współczesnymi narzędziami, PK, Kraków, 1999.
Wysiecki M.: Nowoczesne materiały narzędziowe stosowane w obróbce skrawaniem, WNT, Warszawa, 1997.