(W5) Zjawiska fizykalne w obróbce skrawaniem

 

POLITECHNIKA KRAKOWSKA

Instytut Technologii Maszyn

i Automatyzacji Produkcji

ZAKŁAD TECHNOLOGII OBRÓBKI

 

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

Imię i nazwisko

 

Grupa.........Zespół.......r. ak........

 

LABORATORIUM

 

TECHNOLOGII OBRÓBKI

 

Ćwiczenie odpracowano

Ćwiczenie zaliczono

Prowadzący

 

Prowadzący

 

Ocena

Podpis

 

Podpis

 

Data

 

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

 

1.            Proces burzenia spójności materiału w obróbce wiórowej, budowa i rodzaje wiórów oraz ich bieg i spływ.

 

2.            Charakterystyka sił i oporów skrawania – rozkład składowych sił i oporów skrawania w różnych sposobach obróbki oraz ich zależność od różnych czynników.

 

3.            Praca i moc skrawania.

 

4.            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.

 

A)    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.

 

B)     Przyjmując uproszczony model procesu skrawania, obliczyć średnie wartości: kąta poślizgu Φ, prędkości poślizgu vs oraz prędkości spływu wióra vch .

 

Tabela 1

 

Materiał obrabiany: ……………………….., Rm = ……………….. MPa

 

Wymiary: długość l = ………. mm, szerokość b = ………. mm

 

Narzędzie: ……………………………..  α0 = ......., κr = …….

 

Obrabiarka: ………………….., prędkość skrawania vc = …………. m/min

 

 

 

l.p.

ap

γ0

h x b

mm x mm

hch x bch

mm x mm

Λh

Φ

vs

m/min

vch

m/min

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zadanie laboratoryjne 2

 

Budowa, rodzaje i odmiany wiórów oraz ich ocena.

 

A)    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 = ……… mm

 

 

 

l.p.

vc

m/min

f0

mm/obr

Rodzaj

Odmiana

Postać

Kształt

Kierunek spływu

Ocena

Wygląd strony zewn i wewn

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B)     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

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C)     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

 

 

 

 

 

2

O złożonym kształcie

 

 

 

 

 

 

 

Zadanie laboratoryjne 3

 

Narost na ostrzu

 

A)    Przeprowadzić obserwacje mikroskopowe narostu na ostrzu.

 

B)     Wykonać szkic narostu zwracając uwagę na jego wysokość, wysięg i zmianę kata natarcia.

 

 

 

Zadanie laboratoryjne 4

 

Pomiar oporów skrawania

 

A)    Przeprowadzić pomiary składowych oporów skrawania przy toczeniu w zależności od głębokości skrawania oraz posuwu. Wyniki pomiarów zamieścić w tablicy 5. (po oszacowaniu statystycznym).

 

B)     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

 

Pc

 

Pf

 

Pe

 

ε

ev, kc

[J/mm2]; [N/mm2]

eN

[W/mm3/min]

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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.

 

B)     Obliczyć wartość objętościowej pracy skrawania ev [J/mm3], oporu właściwego skrawania kc [N/mm2].

 

C)     Obliczyć ilość wydzielonego ciepła w jednostce czasu.

 

D)    Obliczyć wskaźnik energochłonności toczenia eN [W/mm3/min].

 

E)     Wyniki pomiarów wg pkt. A-D zestawić w tabeli 5.

 

 

 

V.        Zadania do wykonania

 

1.      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).

 

2.      Wykonać wykresy wskazanej zależności: Fc = f(ap); Fc = f(f0);
Ff = f(ap); Ff = f(f0)
.

 

 

 

 

 

VI.      Literatura

 

[1]         Dmochowski J.: Podstawy obróbki skrawaniem, PWN, Warszawa, 1983.

 

[2]         Grzesik W.: Podstawy skrawania materiałów metalowych, WNT, Warszawa, 1998.

 

[3]         Jemielniak K.: Obróbka skrawaniem, PWN, Warszawa, 1998.

 

[4]         Katalogi narzędziowe.

 

[5]         Notatki z wykładów.

 

[6]         Poradnik inżyniera – Obróbka skrawaniem, t.1, WNT, Warszawa, 1991.

 

[7]         Przybylski L.: Strategia doboru warunków skrawania współczesnymi narzędziami, PK, Kraków, 1999.

 

[8]         Wysiecki M.: Nowoczesne materiały narzędziowe stosowane w obróbce skrawaniem, WNT, Warszawa, 1997.

 

 

 

 

 

 

 

Share

Dropbox free account konto darmowe

Polish English French German Italian Russian Spanish

Innowacyjne technologie

Kanał RSS doniesienia hardturning.pl

Polecane

Czy wiesz, że...?

Zaletami toczenia na twardo są m.in.: oszczędność czasu i energii, niższe koszty produkcji, obróbka kompletna w jednym ustawieciu, ekologia procesu, łatwy recykling odpadów.

Więcej…

T4B Tourism for Business