POLITECHNIKA LUBELSKA

WYDZIAŁ MECHANICZNY

Laboratorium Obróbki Ubytkowej

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 7

Temat: Struktura geometryczna powierzchni po obróbce wiórowej, ściernej i erozyjnej.

Wykonali: Data wykonania:24.05.2006r

Data oddania: 07.06.2006r.

1. Piotr Łusiak Ocena:...............................

2. Andrzej Maj

3. Mirosław Kufel

4. Mariusz Klimek

5. Kamil Kapuściński

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z doświadczalnymi i teoretycznymi metodami badania i oceny stanu warstwy wierzchniej materiału po obróbce wiórowej, ściernej i erozyjnej. Pod uwagę brane były takie czynniki jak chropowatość, falistość i kierunkowość struktury geometrycznej powierzchni po każdym z w. w. sposobów obróbki. Ocenialiśmy tez powstałe wady

powierzchni.

2. Wiadomości ogólne.

Jak wiadomo, obróbka materiału wiąże się z oddziaływaniem na powierzchnię obrobioną różnych czynników (np. naciski, ciepło). Czynniki te wpływają na strukturę geometryczną powierzchni oraz na właściwości fizyczne warstwy wierzchniej, która jest określana jako warstwa materiału ograniczona rzeczywistą powierzchnią geometryczną obrabianego przedmiotu obejmująca tę część materiału w głąb od powierzchni rzeczywistej, która wykazuje zmienione właściwości fizyczne, a niekiedy również chemiczne, w stosunku do materiału rdzenia. A jakość użytkowa elementów maszyn jest w znacznym stopniu uzależniona od stanu tej warstwy. Jest on charakteryzowany przez:

1. Własności fizyczne ( mikrostruktura, włóknistość, zmiany twardości),

2. Własności stereometryczne powierzchni ( chropowatość, falistość, kierunkowość struktury geometrycznej).

Chropowatość powierzchni jest zbiorem elementów struktury geometrycznej powierzchni uformowanych w czasie procesu jej kształtowania, nie zawierającym falistości i odchyłek kształtu tej powierzchni. Jest ona charakteryzowana za pomocą parametrów. Do najczęściej stosowanych zaliczyć można parametry takie jak:

1. Średnie arytmetyczne R_a odchylenie profilu chropowatości, będące średnią bezwzględnych odchyleń profilu od linii średniej na długości odcinka elementarnego

R_a=

2. Wysokość chropowatości wg 10 punktów R_z , będące średnią arytmetyczna wartości bezwzględnych wysokości pięciu najwyższych wzniesień oraz głębokości pięciu najniższych wgłębień profilu chropowatości na długości odcinka elementarnego

R_z=

3. Średni odstęp miejscowych wzniesień profilu chropowatości, obliczany wg wzoru

S=

Gdzie: S_i - odstęp miejscowych wzniesień profilu równy długości odcinka linii średniej, którego końcami są rzuty najwyższych punktów położonych obok siebie wzniesień profilu chropowatości

n - liczba odstępów miejscowych wzniesień profilu na długości odcinka elementarnego.

Falistość powierzchni jest określana jako zbiór nierówności przypadkowych lub zbliżonych do postaci okresowej , który charakteryzuje się tym, że odstępy między nierównościami są znacznie większe w porównaniu z odstępami chropowatości.

Odwzorowanie ostrza narzędzia w materiale obrabianym:

f- posuw

κ_r - kąt przystawienia

κ_r' pomocniczy kąt przystawienia

h- wysokość warstwy skrawanej

b- szerokość warstwy skrawanej

a_p- głębokość warstwy skrawanej

D- średnica wałka przed obróbką

d- śr. po obróbce

n- prędkość obrotowa

R_zt- teoretyczna wysokość chropowatości

ABCD - nominalne pole poprzecznego przekroju warstwy skrawanej.

ABED - rzeczywiste pole przekroju warstwy skrawanej.

BCE - resztkowe pole przekroju warstwy skrawanej.

Kierunkowość struktury geometrycznej powierzchni jest definiowana jako wzajemny układ mikronierówności, wytworzonych w procesie obróbki bądź w czasie współpracy z innym elementem. Rozróżnia się następujące rodzaje kierunkowości:

1. Jednokierunkowa

- Równoległa (np. po dłutowaniu, przeciąganiu, struganiu)

- Prostopadła (np. po toczeniu wzdłużnym, rozwiercaniu)

- Współśrodkowa (np. po toczeniu czołowym, pogłębianiu)

2. Wielokierunkowa

- Skrzyżowana (np. po frezowaniu czołowym)

- Promieniowa (np. po szlifowaniu czołowym)

- Nieuporządkowana (np. po skrobaniu, docieraniu)

3. Bezkierunkowa - punktowa ( np. po obróbce elektroerozyjnej)

3. Obliczenia i wyniki.

Obliczanie prędkości skrawania:

d=34,7 mm

n=1000 obr/min

f₁=0,054 mm/obr

f₂=0,214 mm/obr

f₃=0,428 mm/obr

V_c=

V_c1=
=0,054·1000=0,054 m/min

V_c2=
=0,214·1000=0,214 m/min

V_c3=
=0,428·1000=0,428 m/min

Dla posuwu f= 0,054

R_zt=

Dla posuwu f= 0,214

R_zt=

Dla posuwu f= 0,428

R_zt=

4. Wnioski.

Na podstawie przeprowadzonych badań można stwierdzić, że na chropowatość obrobionej powierzchni wpływ mają nie tylko rodzaj obróbki, rodzaj materiału obrabianego, rodzaj materiału i stan ostrza narzędzia, temperatura skrawania, drgania, występowanie narostu na narzędziu, tarcia między narzędziem a przedmiotem obrabianym ale także posuw. Na podstawie otrzymanych przez nas wyników można łatwo zauważyć, że w miarę wzrostu wartości zadawanego posuwu wzrasta chropowatość powierzchni. W naszych badaniach najbardziej dokładną powierzchnię otrzymaliśmy w wyniku szlifowania, ale bardzo dokładną powierzchnię otrzymuje się również w procesie drążenia elektroerozyjnego, o czym świadczy wartość współczynnika chropowatości R_a= 1.

2

---