Program lab. dla STH na kier. Zarządzanie i...

Politechnika Poznańska

Instytut Technologii Mechanicznej

Zakład Obróbki Skrawaniem

Wydział: BMiZ

Studium: stacjonarne I stopnia

Semestr: 3

Kierunek: MiBM

Rok akad.: 2018/19

Liczba godzin - 15

OB R ÓB KA S KR A W A N I EM L a b o r a t o r i u m ( h a l a 2 0 – Z O S )

Prowadzący: mgr inż. Piotr Kieruj pok. 617 BM, tel. 61 665 27 23

e-mail: [email protected]

mgr inż. Agata Felusiak pok. 605 BM, tel. 61 665 27 52


mgr inż. Martyna Wiciak pok. 605 BM, tel. 61 665 27 52


mgr inż. Natalia Znojkiewicz pok. 618 BM, tel. 61 665 26 08


Konspekt: www.zos.mt.put.poznan.pl (dla studenta/konspekty i formatki sprawozdań)

T E M A T Y Ć W I C Z E Ń

1. Budowa i geometria ostrzy skrawających. Materiały narzędziowe.

2. Ocena cech geometrycznych warstwy wierzchniej po różnych sposobach obróbki.

3. Ocena zużycia ostrzy narzędzi skrawających.

4. Analiza wpływu parametrów skrawania na siłę i temperaturę skrawania.

5. Badanie i analiza siły posuwowej i momentu skrawania przy wierceniu wiertłem krętym.

L I T E R A T U R A

1. Adamczak S., Pomiary geometryczne powierzchni. Zarysy kształtu, falistości i chropowatości., WNT,

Warszawa 2008.

2. Cichosz P., Narzędzia skrawające., WNT, Warszawa 2006.

3. Filipowski R., Marciniak M.: Techniki obróbki mechanicznej i erozyjnej., Oficyna Wydawnicza Politechniki

Warszawskiej, Warszawa 2000.

4. Grzesik W., Podstawy skrawania materiałów metalowych., WNT, Warszawa 2011.

5. Kawalec M., Kodym J., Jankowiak M., Laboratorium z podstaw skrawania., Wydawnictwo Politechniki

Poznańskiej, Poznań 1984.

6. Miernik M., Skrawalność metali. Metody określania i prognozowania., Oficyna Wydawnicza Politechniki

Wrocławskiej, Wrocław 2006

7. Olszak W., Obróbka skrawaniem., WNT, Warszawa 2008

8. Praca zbiorowa pod red. P. Cichosza, Techniki wytwarzania, obróbka ubytkowa, laboratorium., Oficyna

Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2002

9. 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.

10. PN-EN ISO 4287:1999 – Specyfikacje geometrii wyrobów – Struktura geometryczna powierzchnii: metoda

profilowa – Terminy, definicje i parametry struktury geometrycznej powierzchnii.

11. PN-ISO 3002-1+A1 – Podstawowe pojęcia w obróbce wiórowej i ściernej. Geometria części roboczej

narzędzi skrawających. Terminologia ogólna, układy odniesienia, kąty narzędzia i kąty robocze oraz łamacze

wióra.

Regulamin laborator ium

1. Opiekunem naukowym ćwiczeń laboratoryjnych jest Kierownik Zakładu (Pracowni).

2. Ćwiczenia składają się z 5 ćwiczeń laboratoryjnych wykonywanych w podgrupach według

harmonogramu.

3. Ćwiczenia rozpoczynają się punktualnie. W razie opuszczenia ćwiczenia należy je wykonać w

dodatkowym terminie, po konsultacji z głównym prowadzącym zajęcia laboratoryjne.

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 (sprawozdania),

8. Ćwiczenie zostaje niezaliczone w przypadku:

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 (szczegółowe wymagania dotyczące sprawozdania z danego ćwiczenia zamieszczone są w

konspekcie).

12. Sprawozdanie zawierające wyłącznie wyniki doświadczenia traktowane jest na równi z brakiem

sprawozdania.

13. W sprawozdaniu w znaczącym stopniu oceniana jest umiejętność prezentacji i opracowywania

wyników pomiarów, umiejętność prowadzenia analizy – porównywania wyników i znajomości

wiedzy teoretycznej 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. Niewykonanie 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.

Ćwiczenie 1

Budowa i geometria ostrzy skrawających. Materiały narzędziowe.

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. Geometria ostrza noża tokarskiego.

5. 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 skrawających o określonej i nieokreślonej geometrii.

2. Opisanie roboczych części wskazanych narzędzi.

3. Zapoznanie się z nowoczesnymi materiałami narzędziowymi i ich własnościami.

4. Zapoznanie się ze sposobem oznaczania materiałów narzędziowych.

5. Przeanalizowanie różnych rozwiązań wymiennych płytek skrawających.

III. Sprawozdanie

1. Naszkicować wskazane narzędzia – przeprowadzić analizę geometrii ich ostrzy, ocenić rodzaj i wielkość ziarna

ściernego.

2. Opisać i usystematyzować poznane materiały narzędziowe pod względem ich właściwości (twardość, max. temperatura

skrawania, wytrzymałość, udarność, zakresy stosowanych parametrów skrawania).

3. Opracować wnioski.

Ćwiczenie 2

Ocena cech geometrycznych warstwy wierzchniej po różnych sposobach obróbki.


1. Definicja i budowa warstwy wierzchniej (WW).

2. Geometryczne parametry oceny WW.

3. Fizyko-chemiczne parametry oceny WW.

4. Definicje trzech podstawowych parametrów chropowatości powierzchni Ra, Rz, Rt.

5. Rodzaje odwzorowania ostrza w materiale przy obróbce jednoostrzowymi narzędziami punktowymi i obliczanie

chropowatości teoretycznej.

6. Sposób wyznaczania i interpretacja krzywej udziału materiału profilu chropowatości (krzywa nośności). Interpretacja

długości materiałowej.

7. Wpływ technologicznych parametrów skrawania (f, vc) i geometrii ostrza (r , кr') na chropowatość powierzchni.


1. Zapoznanie się z cechami użytkowymi warstwy wierzchniej i jej budową.

2. Zidentyfikowanie sposoby skrawania dla badanych powierzchni (obróbka wiórowa, ścierna i erozyjna).

3. Narysowanie struktury geometrycznej śladów obróbkowych badanych powierzchni.

4. Wykonanie pomiarów wartości zastosowanego posuwu na ostrze.

5. Wyznaczenie parametrów chropowatości dla badanych powierzchni.

6. Wyznaczenie krzywych udziału materiału profilu chropowatości badanych powierzchni.

III. Sprawozdanie

1. Narysować strukturę geometryczną śladów obróbkowych z podaniem wartości posuwu.

2. Porównać parametry chropowatości dla badanych powierzchni (również graficznie).

3. Wykonać wykresy krzywych udziału materiałowego.

4. Przeprowadzić analizę otrzymanych wyników.


Ćwiczenie 3

Ocena zużycia ostrzy narzędzi skrawających.


1. Przyczyny, postacie i objawy zużycia ostrzy skrawających.

2. Sposób oceny zużycia ostrzy. Geometryczne wskaźniki zużycia (przedstawienie graficzne).

3. Różnica pomiędzy zużyciem a stępieniem ostrza (zużyciem dopuszczalnym). Kryteria stępienia ostrza.

4. Typowy przebieg zużycia ściernego z = f(t) oraz krzywa intensywności zużycia )f(tdt

dz .

5. Trwałość ostrza i sposób jej wyrażania. Zależność ilościowa między trwałością a prędkością skrawania (funkcja

Taylora).

6. Wpływ parametrów skrawania i rodzaju materiału narzędziowego na trwałość ostrza.


1. Zapoznanie się z obsługą stanowiska badawczego.

2. Wykonanie badania wpływu czasu skrawania (ts) na zużycie ostrza (VBc).

3. Dokonanie oceny objawów zużycia oraz pomiarów poszczególnych wielkości geometrycznych zużycia ciągłego po

każdym przejściu.

4. Powtórzenie badania dla innych materiałów narzędziowych.

III. Sprawozdanie

1. Zamieścić zestawienie wyników pomiarów VBc wraz z objawami zużycia ostrzy po poszczególnych przejściach.

2. Narysować zestawienie objawów zużycia ciągłego wraz z jego geometrycznymi wielkościami.

3. Przedstawić charakterystykę właściwości materiałów narzędziowych zastosowanych w ćwiczeniu.

4. Narysować wykresy VBc = f(ts) dla różnych materiałów ostrza.

5. Wykonać obliczenia funkcji regresji VBc = f(ts). Dla podanego przez prowadzącego kryterium stępenia VBcmax, obliczyć

przewidywane okresy trwałości ostrzy T.

6. Przeprowadzić analizę otrzymanych wyników.


Ćwiczenie 4

Analiza wpływu parametrów skrawania na siłę i temperaturę skrawania.


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, geometria

narzędzia, parametry skrawania ...).

5. Sposoby pomiaru sił i temperatur.

6. Budowa i zasada działania tensometrycznego siłomierza tokarskiego.


1. Zapoznanie się z obsługą tokarki oraz układem do pomiaru siły skrawania Fc i temperatury .

2. Przeprowadzenie pomiarów siły skrawania Fc i temperatury dla podanego zestawu materiałów i zmiennej prędkości

skrawania vc (określić zakres występowania narostu).

3. Przeprowadzenie pomiarów siły skrawania Fc i temperatury dla podanego zestawu materiałów i zmiennego posuwu f.

III. Sprawozdanie

1. Zamieścić zestawienie wyników pomiarów siły i temperatury skrawania.

2. Przedstawić cel i metodykę pomiarów.

3. Narysować schemat blokowy torów pomiarowych siły skrawania Fc i temperatury .

3. Dla otrzymanych wyników badań sporządzić wykresy: Fc = f(vc) i Fc = f(f ) oraz = f(vc) i = f(f ).

4. Dla funkcji Fc = f(f), = f(f) i = f(vc) przedstawić modele równiania regrasji w postaci: 𝐹𝑐 = Cc‧𝑓𝑢𝑐 ,

= C‧𝑓𝑢 oraz = C‧𝑣𝑐𝑠. Dla każdej z funkcji regresji podać współczynniki korelacji.

5. Przeprowadzić analizę wyników pomiarów. Porównać skrawalność badanych materiałów ze względu na wyznaczone

wskaźniki.


Ćwiczenie 5

Badanie i analiza siły posuwowej Ff i momentu skrawania Mc

przy wierceniu wiertłem krętym.


1. Budowa wiertła krętego.

2. Metody pomiaru i rejestracji sił skrawania. 3. Cel i sposób wzorcowania siłomierzy.

4. Rozkład składowych siły całkowitej podczas wiercenia wiertłem krętym.

5. Wpływ parametrów skrawania i geometrii ostrza na składowe siły całkowitej.


1. Zapoznanie się z obsługą stanowiska badawczego.

2. Wykonanie pomiarów siły posuwowej Ff i momentu Mc podczas kolejnych faz wiercenia próbki o specjalnym kształcie:

a) faza 1 - Ff kr ; Mckr

b) faza 2 - Ff kr + Ff pkr ; Mckr + Mcpkr

c) faza 3 - Ff kr + Ff pkr + Ff ś = Ff ; Mckr + Mcpkr + Mcś = Mc

3. Wykonanie pomiarów siły posuwowej Ff i momentu Mc podczas wiercenia wiertłem z korekcją ścina wierzchołka.

4. Przeprowadzić pomiary wpływu posuwu na siłę Ff i moment Mc przy wierceniu klasycznym wiertłem oraz wiertłem

z korekcją ścina.

III. Sprawozdanie

1. Narysować schemat toru pomiarowego siły posuwowej Ff i momentu Mc oraz opisać metodykę pomiarów.

2. Ustalić na podstawie badań średnie procentowe obciążenie siłą posuwową Ff i momentem Mc poszczególnych

elementów konstrukcyjnych ostrza (głównych krawędzi skrawających, pomocniczych krawędzi skrawających i ścina).

3. Przedstawić w postaci wykresu słupkowego otrzymane wyniki i porównać z danymi literaturowymi. Przeanalizować

i uzasadnić otrzymane wyniki.

4. Sporządzić wykres funkcji Ff = f(f) Mc = f(f) oraz przy wierceniu klasycznym wiertłem oraz wiertłem z korekcją ścina

wierzchołka. Uzasadnić otrzymane wyniki.

5. Opracować wnioski końcowe.



Zakład Obróbki Skrawaniem OBRÓBKA SKRAWANIEM

Nazwisko i imię

Semestr

3

Wydział

BMiZ

Kierunek

MiBM

Grupa dziek./labor.

Temat ćwiczenia:

Budowa i geometria ostrzy skrawających. Materiały narzędziowe. Data wykonania ćwiczenia:

Data oddania sprawozdania: Nazwisko prowadzącego: Ocena:




Nazwisko i imię

Semestr

3

Wydział

BMiZ

Kierunek

MiBM

Grupa dziek./labor.

Temat ćwiczenia:

Ocena cech geometrycznych warstwy wierzchniej po różnych sposobach obróbki.

Data wykonania ćwiczenia:


1. Charakterystyka cech geometrycznych powierzchni po różnych sposobach obróbki.

........................... sposób obróbki

fz= .....

Ra= .....

Rz= .....

Rt= .....

........................... sposób obróbki

fz= .....

Ra= .....

Rz= .....

Rt= .....

........................... sposób obróbki

fz= .....

Ra= .....

Rz= .....

Rt= .....

........................... sposób obróbki

fz= .....

Ra= .....

Rz= .....

Rt= .....

2. Wyznaczenie krzywej udziału materiałowego

Udział

materiałowy

Rmr [%]

Poziom przecięcia profilu chropowatości c [m]

powierzchnia

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

powierzchnia

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

powierzchnia

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

powierzchnia

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

5

10

15 20

25 30

35 40

45 50

55 60

65 70

75 80

85 90

95

100




Nazwisko i imię

Semestr

3

Wydział

BMiZ

Kierunek

MiBM

Grupa dziek./labor.

Temat ćwiczenia:

Ocena zużycia ostrzy narzędzi skrawających.



P o m i a r y o r a z s z k i c e o b j a w ó w z u ż y c i a

B a d a n y m a t e r i a ł Warunki

Lp skrawania

1.

VBc=...........

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

krawędź skrawająca

VBc=...........

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _


VBc=...........

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _


Materiał - ……..

f = …… mm/obr

ap = …… mm

n = …… obr/min

2.

VBc=...........

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _


VBc=...........

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _


VBc=...........

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _


(D) [mm]

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

Li [mm]

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

3.

VBc=...........

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _


VBc=...........

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _


VBc=...........

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _


minnf

Lts

min1000

mndvc

4.

VBc=...........

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _


VBc=...........

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _


VBc=...........

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _


vc = ...............

ts1 = ...............

ts2 = ...............

ts3 = ...............

ts4 = ...............

Materiał ostrza Współczynniki równania Równanie

x

sc tAVB Kryterium stępienia

VBcmax [mm] Trwałość

T [min] A x




Nazwisko i imię

Semestr

3

Wydział

BMiZ

Kierunek

MiBM

Grupa dziek./labor.

Temat ćwiczenia:

Analiza wpływu parametrów skrawania na siłę i temperaturę skrawania.



1. Badanie wpływu prędkości skrawania vc na wartość siły Fc śr i temperatury śr

Warunki badań: ap = 0,2 mm f = 0,1 mm/obr vd n

c

1000 [m/min]

n stal 45 ( d = mm ) PA6 ( d = mm )

[obr/min] vc [m/min] Fc śr [N] śr [C] vc [m/min] Fc śr [N] śr [C]

56

112

224

450

900

2. Badanie wpływu posuwu f na wartość siły Fc śr i temperatury śr

Warunki badań: ap= 0,2 mm n = 630 obr/min

f stal 45 PA6

[mm/obr] Fc śr [N] śr [C] Fc śr [N] śr [C]

0,04

0,08

0,14

0,20

0,40




Nazwisko i imię

Semestr

3

Wydział

BMiZ

Kierunek

MiBM

Grupa dziek./labor.

Temat ćwiczenia:

Badanie i analiza siły posuwowej Ff i momentu skrawania Mc przy wierceniu wiertłem krętym.



1. Próbka przeznaczona do badania siły posuwowej Ff , momentu skrawania Mc oraz parametry

skrawania

Parametry skrawania

d [mm]

n [obr/min]

vc [m/min]

Materiał obrabiany:

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

2. Pomiary siły Ff kr i momentu skrawania Mc kr – faza 1

3. Pomiary siły Ff kr + Ff pkr i momentu

skrawania Mc kr + Mc pkr – faza 2

f [mm/obr] Ff kr [N] Mc kr [N·m] Ff kr + Ff pkr [N] Mc kr + Mc pkr [N·m]

0,1

0,14

0,2

4. Pomiary siły posuwowej Ff i momentu skrawania Mc - faza 3

f [mm/obr] Ff [N] Mc [N·m]

0,1

0,14

0,2

5. Średnie wartości sił i momentów pochodzących od poszczególnych elementów geometrycznych wiertła

f [mm/obr] Średnie wartości sił [N] Średnie wartości momentów [N·m]

Ff kr Ff pkr Ff ś Mc kr Mc pkr Mc ś

0,1

0,14

0,2

6. Pomiary siły posuwowej Ff i momentu skrawania Mc dla wiertła z korekcją ścina

f [mm/obr] Ff [N] Mc [N·m]

0,1

0,14

0,2

7. Średnie procentowe obciążenie elementów geometrycznych wiertła siłą posuwową Ff

i momentem skrawania Mc

Obliczenia:

Dane literaturowe

Siła posuwowa Ff [%] Moment skrawania Mc [%]

Główne

krawędzie skr.

Pomocnicze

krawędzie skr. Ścin

Główne

krawędzie skr.

Pomocnicze


Dane z przeprowadzonego ćwiczenia

Siła posuwowa Ff [%] Moment skrawania Mc [%]

Główne

krawędzie skr.

Pomocnicze


Główne

krawędzie skr.

Pomocnicze


Program lab. dla STH na kier. Zarządzanie i...

Documents

Transcript of Program lab. dla STH na kier. Zarządzanie i...