Politechnika Poznańska
Instytut Technologii Mechanicznej
Zakład Obróbki Skrawaniem
Wydział: BMiZ
Studium: stacjonarne I stopnia
Semestr: 6
Kierunek: MiBM - IMe
Rok akad.:20010/11
Z a a w a n s o w a n e p r o c e s y w y t w a r z a n i a
L a b o r a t o r i u m ( 1 5 g o d z . ) ( h a l a 2 0 – Z O S )
Prowadzący: dr inŜ. Marian Jankowiak
pok. 635 (WBMiZ) - tel. 66-52 785
e-mail:
marian.jankowiak@put.poznan.pl
konspekt do pobrania:
www.zos.mt.put.poznan.pl
T e m a t y
ć w i c z e ń
1. Jakość i dokładność toczenia zahartowanych stali
2. Analiza narzędzi precyzyjnych
3. Ocena mikronierówności powierzchni po obróbce precyzyjnej
4. Dobór warunków skrawania w precyzyjnym toczeniu tworzyw konstrukcyjnych
5. Zastosowanie lasera w technologii maszyn
L
I T E R A T U R A
1. Kawalec M.: Efekty technologiczne obróbki na twardo materiałów metalowych, Mechanik, 2006 nr 1,
s. 20-25.
2. Tönshoff H.K., Arendt C., Ben Amor R., Cutting of hardened steel, Annals of the CIRP Vol. 49/2/2000, pp. 547-566.
3. Olszak W., Obróbka skrawaniem. WNT Warszawa 2008,
4. Praca pod redakcją śebrowskiego H., Techniki wytwarzania. Obróbka wiórowa, ścierna i erozyjna, Oficyna Wydawnicza
Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2004,
5. Oczoś K.: Kształtowanie materiałów skoncentrowanymi strumieniami energii. WUPR, Rzeszów 1988.
6. Oczoś K., Hybrydowe procesy obróbki ubytkowej - istota, przykładowe procesy, wyzwania rozwojowe, Mechanik, 2000
nr 5-6, s. 315-324
7. Kusiński J.: Lasery i ich zastosowanie w inŜynierii materiałowej. Wydawnictwo Naukowe „Akapit”, Kraków 2000.
8. Grzesik W.: Podstawy skrawania materiałów konstrukcyjnych, WNT Warszawa 2010.
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 powierzchni: metoda profilowa –
Terminy, definicje i parametry struktury geometrycznej powierzchni.
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.
Harmonogram
Nr ćw. 01.03.11 15.03.11 29.03.11 12.04.11 09.05.11 23.05.11 07.06.11
1
♦
■
●
2
●
♦
■
3
■
●
♦
4
■
●
♦
5
o
m
ó
w
ie
n
ie
■
●
♦
za
li
cz
en
ie
Jakość i dokładność toczenia zahartowanych stali
I.
Zagadnienia do przygotowania
1. Warunki skrawania stosowane podczas toczenia zahartowanych stali.
2. Wpływ warunków skrawania na zuŜycie ostrza, chropowatość powierzchni obrobionej i odchyłkę zarysu powierzchni
obrobionej.
II. Przebieg ćwiczenia
1. Zapoznać się z obsługą stanowiska badawczego.
2. Zaplanować przebieg doświadczenia.
3. Dobrać materiał ostrza oraz narzędzie.
4. Dobrać parametry technologiczne toczenia.
5. Przeprowadzić doświadczenia.
6. Wykonać pomiary parametrów chropowatości powierzchni obrobionej.
7. Wykonać pomiary odchyłki zarysu powierzchni obrobionej w przekroju wzdłuŜnym.
III. Sprawozdanie
1. Opisać przebieg doświadczenia; podać warunki skrawania.
2. Przedstawić wyniki przeprowadzonych badań.
3. Wykonać odpowiednie wykresy.
4. Przedstawić uwagi i wnioski końcowe.
Analiza narzędzi precyzyjnych
I. Zagadnienia do przygotowania.
1. Budowa narzędzi skrawających do obróbki precyzyjnej
2. Materiały narzędziowe i ostrza skrawające do obróbki precyzyjnej
3. Znaczenie mikrogeometrii krawędzi skrawającej w mikroobróbce
II. Przebieg ćwiczenia.
1. Przeprowadzić obserwacje mikroskopowe róŜnych mikronarzędzi
2. Ocenić lub zmierzyć stan krawędzi i powierzchni roboczych wskazanych ostrzy skrawających
3. Na podstawie profilogramów krawędzi skrawającej wyznaczyć promień jej zaokrąglenia r
n
4. Wyznaczyć minimalną grubość warstwy skrawanej badanymi ostrzami
5. Ocenić lub zmierzyć wybrane parametry narzędzi do obróbki precyzyjnej i mikroobróbki
6. Określić geometrię wybranych narzędzi
III. Sprawozdanie.
1. Narysować analizowane ostrza i narzędzia
2. Przedstawić wyniki pomiarów lub oceny ostrzy i narzędzi
3. Przedstawić uwagi i wnioski końcowe
Ocena mikronierówności powierzchni po obróbce precyzyjnej
I.
Zagadnienia do przygotowania
1. Określenie chropowatości i falistości powierzchni. Sposób oceny chropowatości.
2. Parametry chropowatości: Ra, Rz, Rt, RSm, GWM.
3. Interpretacja fizyczna parametrów chropowatości.
4. Dobór warunków pomiaru parametrów chropowatości.
II. Przebieg ćwiczenia
1. Zapoznać się z obsługą profilografometru.
2. Zmierzyć wskazane parametry chropowatości badanych powierzchni.
3. Wyznaczyć teoretyczną wysokość nierówności dla badanych powierzchni oraz błąd odwzorowania.
III. Sprawozdanie
1. Przedstawić wyniki przeprowadzonych pomiarów oraz charakterystykę badanych powierzchni.
2. Wykonać odpowiednie wykresy umoŜliwiające przeprowadzenie analiz – pkt.3÷pkt.7.
3. Przeprowadzić analizę wpływu posuwu f na chropowatość powierzchni (Ra ,Rz ,Rt) po precyzyjnym toczeniu.
4. Przeprowadzić analizę wpływu obrabiarki na chropowatość powierzchni (Ra ,Rz ,Rt) po precyzyjnym toczeniu.
5. Przeprowadzić analizę wpływu promienia naroŜa r
ε
na chropowatość powierzchni (Ra ,Rz ,Rt).
6. Przeprowadzić analizę wpływu materiału ostrza oraz promienia zaokrąglenia krawędzi skrawającej r
n
na chropowatość
powierzchni (Ra ,Rz ,Rt).
7. Przeprowadzić porównanie teoretycznych modeli chropowatości (Rz
t
,Rz
t
’
,Ra
t
) pod kątem poprawności odwzorowania
rzeczywistej chropowatości.
8. Przedstawić uwagi i wnioski końcowe.
Dobór warunków skrawania w precyzyjnym toczeniu tworzyw konstrukcyjnych
I. Zagadnienia do przygotowania.
1. Warunki skrawania stosowane podczas obróbki tworzyw sztucznych i stopów metali kolorowych.
2. Wpływ warunków skrawania na chropowatość powierzchni obrobionej
II. Przebieg ćwiczenia.
1.
Zapoznanie się z obsługą obrabiarki.
2.
Zaplanować doświadczenie.
3.
Dobrać materiał ostrza oraz narzędzie.
4.
Dobrać parametry technologiczne skrawania.
5.
Przeprowadzić doświadczenia
6.
Pomierzyć parametry chropowatości powierzchni obrobionych
III. Sprawozdanie.
1. Podać warunki skrawania.
2. Przedstawić wyniki przeprowadzonych badań.
4. Wykonać odpowiednie wykresy.
5. Przedstawić uwagi i wnioski końcowe
Zastosowanie lasera w technologii maszyn
I.
Zagadnienia do przygotowania
1. Ogólna budowa laserów technologicznych.
2. Zasada działania lasera molekularnego CO
2
.
3. Budowa układów optycznych lasera.
4. MoŜliwości technologiczne laserów.
II. Przebieg ćwiczenia
1. Zapoznać się z budową i obsługą lasera oraz zasadami bezpieczeństwa
2. Zaprogramować cykl pracy lasera
3. Hartować powierzchniowo stal w róŜnych warunkach termicznych i kinematycznych
4. Określić twardość obrobionych powierzchni
III. Sprawozdanie
1. Opisać znane typy laserów.
2. Wykonać szkic zasady działania lasera CO
2
.
3. Przedstawić warunki przeprowadzonych badań oraz wyniki pomiarów.
4. Wnioski i uwagi do ćwiczenia.
Politechnika Poznańska
Instytut Technologii Mechanicznej
Zakład Obróbki Skrawaniem
Z a a w a n s o w a n e p r o c e s y w y t w a r z a n i a
L A B O R A T O R I U M
Nazwisko i imię
Semestr
6
Wydział
BMiZ
Kierunek
MiBM/
IMe
Grupa dziek./labor.
Temat ćwiczenia:
Ocena mikronierówności powierzchni po obróbce precyzyjnej
Data wykonania ćwiczenia
Nazwisko prowadzącego
Ocena
1. Wyniki pomiarów mikronierówności powierzchni toczonych.
ε
ε
ε
r
f
f
r
r
R
zt
8
4
5
,
0
2
2
2
≈
−
−
=
+
+
=
2
min
min
2
1
2
8
'
f
h
r
h
r
f
R
zt
ε
ε
gdzie
n
r
k
h
⋅
=
min
k=0,05÷0,5
f [mm/obr]
Ra [µm]
Rz [µm]
Rzt [µm]
Rz/Rzt
Rzt’ [µm]
Próbka I
Materiał ostrza:
. . . . . . . . . . . . . . . . .
Obrabiarka: A
r
ε
=
r
n
=
k=
Rz/Rzt’
f [mm/obr]
Ra [µm]
Rz [µm]
Rzt [µm]
Rz/Rzt
Rzt’ [µm]
Próbka II
Materiał ostrza:
. . . . . . . . . . . . . . . . .
Obrabiarka: A
r
ε
=
r
n
=
k=
Rz/Rzt’
f [mm/obr]
Ra [µm]
Rz [µm]
Rzt [µm]
Rz/Rzt
Rzt’ [µm]
Próbka III
Materiał ostrza:
. . . . . . . . . . . . . . . . .
Obrabiarka: B
r
ε
=
r
n
=
k=
Rz/Rzt’
f [mm/obr]
Ra [µm]
Rz [µm]
Rzt [µm]
Rz/Rzt
Rzt’ [µm]
Próbka IV
Materiał ostrza:
. . . . . . . . . . . . . . . . .
Obrabiarka: B
r
ε
=
r
n
=
k=
Rz/Rzt’
verte
Zadania szczegółowe:
1. Wykonać odpowiednie wykresy umoŜliwiające przeprowadzenie analiz – pkt. 2 – pkt. 6
2. Przeprowadzić analizę wpływu posuwu f na chropowatość powierzchni (Ra ,Rz ,Rt) po precyzyjnym
toczeniu.
3. Przeprowadzić analizę wpływu obrabiarki na chropowatość powierzchni (Ra ,Rz ,Rt) po precyzyjnym
toczeniu.
4. Przeprowadzić analizę wpływu promienia naroŜa r
ε
na chropowatość powierzchni (Ra ,Rz ,Rt) po
precyzyjnym toczeniu.
5. Przeprowadzić analizę wpływu materiału ostrza oraz promienia zaokrąglenia krawędzi skrawającej r
n
na
chropowatość powierzchni (Ra ,Rz ,Rt) po precyzyjnym toczeniu.
6. Przeprowadzić porównanie teoretycznych modeli (Rzt ,Rzt’ ) chropowatości pod kątem poprawności
prognozowania rzeczywistej chropowatości.
Politechnika Poznańska
Instytut Technologii Mechanicznej
Zakład Obróbki Skrawaniem
Z a a w a n s o w a n e p r o c e s y w y t w a r z a n i a
L A B O R A T O R I U M
Nazwisko i imię
Semestr
6
Wydział
BMiZ
Kierunek/specj.
MiBM/
IMe
Grupa dziek./labor.
Temat ćwiczenia:
Dobór warunków skrawania w precyzyjnym toczeniu tworzyw konstrukcyjnych
Data wykonania ćwiczenia
Nazwisko prowadzącego
Ocena
1. Wyniki badań – próba pierwsza.
Materiał obrabiany
D [mm]
Materiał ostrza
r
ε
[mm]
f [mm/obr]
a
p
[mm]
0,1
0,1
Parametry chropowatości [µm]
n
[obr/min]
v
c
[m/min]
Ra1
Ra2
Ra3
Ra
s(x)
Rz1
Rz2
Rz3
Rz
s(x)
2. Wyniki badań – próba druga.
Materiał obrabiany
D [mm]
Materiał ostrza
r
ε
[mm]
f [mm/obr]
a
p
[mm]
0,1
0,1
Parametry chropowatości [µm]
n
[obr/min]
v
c
[m/min]
Ra1
Ra2
Ra3
Ra
s(x)
Rz1
Rz2
Rz3
Rz
s(x)
Zadania szczegółowe:
1. Przeprowadzić analizę wpływu prędkości skrawania v
c
na chropowatość powierzchni (Ra i Rz) po toczeniu
tworzywa konstrukcyjnego.
2. Przeprowadzić analizę wpływu materiału ostrza na chropowatość powierzchni (Ra i Rz) po toczeniu
tworzywa konstrukcyjnego.
Politechnika Poznańska
Instytut Technologii Mechanicznej
Zakład Obróbki Skrawaniem
Z a a w a n s o w a n e p r o c e s y w y t w a r z a n i a
L A B O R A T O R I U M
Nazwisko i imię
Semestr
6
Wydział
BMiZ
Kierunek
MiBM/
IMe
Grupa dziek./labor.
Temat ćwiczenia:
Analiza narzędzi precyzyjnych
Data wykonania ćwiczenia
Nazwisko prowadzącego
Ocena
1. Wyniki pomiarów promienia zaokrąglenia krawędzi skrawającej r
n
.
n
r
k
h
⋅
=
min
k = 0,05÷0,5 przyjąć k = 0,2
Symbol materiału
Oznaczenie płytki
Rodzaje
powłok
Charakterystyka
płytki
r
n
[µm]
h
min
[µm]
KD100
TPGN110304
KCD25
SPGN090304
MC2
SNGN120408 T02020
KC9325
SNMA120408
KC5010
SNMG120408
13E
SNMG120408-23
HTX
SNMA120408
HTX
SNMG120408-23
2. Rysunek narzędzia i jego geometria
Politechnika Poznańska
Instytut Technologii Mechanicznej
Zakład Obróbki Skrawaniem
Z a a w a n s o w a n e p r o c e s y w y t w a r z a n i a
L A B O R A T O R I U M
Nazwisko i imię
Semestr
6
Wydział
BMiZ
Kierunek
MiBM/
IMe
Grupa dziek./labor.
Temat ćwiczenia:
Jakość i dokładność toczenia zahartowanych stali
Data wykonania ćwiczenia
Nazwisko prowadzącego
Ocena
1. Warunki badań – czynniki stałe
Materiał obrabiany
Twardość HRC
Miejsca pomiaru chropowatości
150
2. Wyniki badań chropowatości i odchyłki zarysu – próba pierwsza
Warunki badań
Materiał ostrza:
Odmiana toczenia:
r
ε
[mm]
f [mm/obr]
a
p
[mm]
n [obr/min]
d [mm]
v
c
[m/min]
VB
c
[mm]
L
i
[mm]
Ra [µm]
Rz [µm]
RSm [mm]
Nazwa pliku
Odkształcenie narzędzia
Zarys powierzchni
Odchyłka
∆
w
[mm]
L
i
∆
w
3. Wyniki badań chropowatości i odchyłki zarysu – próba druga
Warunki badań
Materiał ostrza:
Odmiana toczenia:
r
ε
[mm]
f [mm/obr]
a
p
[mm]
n [obr/min]
d [mm]
v
c
[m/min]
VB
c
[mm]
L
i
[mm]
Ra [µm]
Rz [µm]
RSm [mm]
Nazwa pliku
Odkształcenie narzędzia
Zarys powierzchni
Odchyłka
∆
w
[mm]
L
i
∆
w
verte
4. Wyniki badań chropowatości i odchyłki zarysu – próba trzecia
Warunki badań
Materiał ostrza:
Odmiana toczenia:
r
ε
[mm]
f [mm/obr]
a
p
[mm]
n [obr/min]
d [mm]
v
c
[m/min]
VB
c
[mm]
L
i
[mm]
Ra [µm]
Rz [µm]
RSm [mm]
Nazwa pliku
Odkształcenie narzędzia
Zarys powierzchni
Odchyłka
∆
w
[mm]
L
i
∆
w
5. Wyniki badań chropowatości i odchyłki zarysu – próba czwarta
Warunki badań
Materiał ostrza:
Odmiana toczenia:
r
ε
[mm]
f [mm/obr]
a
p
[mm]
n [obr/min]
d [mm]
v
c
[m/min]
VB
c
[mm]
L
i
[mm]
Ra [µm]
Rz [µm]
RSm [mm]
Nazwa pliku
Odkształcenie narzędzia
Zarys powierzchni
Odchyłka
∆
w
[mm]
L
i
∆
w
6. Wyniki badań chropowatości i odchyłki zarysu – próba piąta
Warunki badań
Materiał ostrza:
Odmiana toczenia:
r
ε
[mm]
f [mm/obr]
a
p
[mm]
n [obr/min]
d [mm]
v
c
[m/min]
VB
c
[mm]
L
i
[mm]
Ra [µm]
Rz [µm]
RSm [mm]
Nazwa pliku
Odkształcenie narzędzia
Zarys powierzchni
Odchyłka
∆
w
[mm]
L
i
∆
w
Zadania szczegółowe:
1. Przeprowadzić analizę zarysu powierzchni po toczeniu zahartowanych stali. Określić czynniki wpływające
na ukształtowanie powierzchni.
2. Przeprowadzić analizę wpływu zuŜycia ostrza VB
c
na odchyłkę zarysu w przekroju wzdłuŜnym
∆
w
oraz
chropowatość powierzchni Ra i Rz po toczeniu zahartowanej stali.
3. Przeprowadzić analizę wpływu prędkości skrawania v
c
na odchyłkę zarysu w przekroju wzdłuŜnym
∆
w
oraz
chropowatość powierzchni Ra i Rz po toczeniu zahartowanej stali.
4. Przeprowadzić analizę wpływu odmiany toczenia (naroŜem, skośne) na odchyłkę zarysu w przekroju
wzdłuŜnym
∆
w
oraz chropowatość powierzchni Ra i Rz po toczeniu zahartowanej stali.
Politechnika Poznańska
Instytut Technologii Mechanicznej
Zakład Obróbki Skrawaniem
Z a a w a n s o w a n e p r o c e s y w y t w a r z a n i a
L A B O R A T O R I U M
Nazwisko i imię
Semestr
6
Wydział
BMiZ
Kierunek
MiBM/
IMe
Grupa dziek./labor.
Temat ćwiczenia:
Zastosowanie lasera w technologii maszyn
Data wykonania ćwiczenia
Nazwisko prowadzącego
Ocena
1. Warunki badań – czynniki stałe.
Materiał obrabiany
Grubość materiału [mm]
Średnica wiązki lasera [mm]
2. Badanie wpływu mocy P na twardość WW.
Warunki badań -
Widok SGP
P = [W]
P = [W]
v
l
= [mm/min]
v
l
= [mm/min]
Twardość
HRC
Twardość
HRC
Twardość
HRC
Twardość
HRC