Artykuły

(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

prolink_getLinks();

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