Politechnika Poznańska
Instytut Technologii Mechanicznej
Zakład Obróbki Skrawaniem
Wydział: BMiZ
Studium: stacjonarne, I st.
Semestr: III
Kierunek: ZiIP
Rok akad.:2014/15
Liczba godzin - 15
L A B O R A T O R I U M
P R O C E S Y I T E C H N I K I P R O D U K C Y J N E
T E C H N O L O G I E K S Z T A Ł T U J
Ą
C E
( h a l a 2 0 – Z O S )
Prowadzący:
dr inż. Zbigniew Nowakowski
pok. 617 – budynek mech., tel. 61 66 52 752
dr inż. Szymon Wojciechowski
pok. 618 – budynek mech., tel. 61 66 52 608
Konspekt: www.zos.mt.put.poznan.pl (materiały do pobrania)
T E M A T Y Ć W I C Z E Ń
1.
Porównanie skrawności i efektywności ekonomicznej różnych materiałów narzędziowych
2.
Ocena cech geometrycznych warstwy wierzchniej po różnych sposobach obróbki
3.
Ocena skrawalności różnych materiałów na podstawie pomiaru siły i temperatury skrawania
4.
Ocena wpływu zużycia i geometrii krawędzi skrawającej wiertła krętego na siłę osiową
i moment skrawania
5.
Narzędzia i materiały narzędziowe na ostrza skrawające
L I T E R A T U R A
1.
Filipowski R., Marciniak M.: Techniki obróbki mechanicznej i erozyjnej. Oficyna Wydawnicza
Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2000.
2.
Grzesik W. Podstawy skrawania materiałów metalowych. WNT - Warszawa 1998.
3.
Kawalec M., Kodym J., Jankowiak M.: Laboratorium z podstaw skrawania. WPP 1984.
4.
Praca zbiorowa pod red. J. Kosmola: Techniki wytwarzania – obróbka wiórowa i ścierna.
Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2002.
5.
Miernik M., Skrawalność metali. Metody określania i prognozowania. Oficyna Wydawnicza
Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2000.
6.
Olszak W.: Obróbka skrawaniem. WNT 2008.
7.
Słupik H.: Obróbka skrawaniem. Podstawy teoretyczne. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej. Gliwice
2010.
8.
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.
9.
Wysiecki M.: Nowoczesne materiały narzędziowe. WNT Warszawa 1997.
10.
Praca pod redakcją Żebrowskiego H.: Techniki wytwarzania. Obróbka wiórowa, ścierna i erozyjna.
Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2004.
R e g u l a m i n l a b o r a t o r i u m
1.
Opiekunem naukowym ćwiczeń laboratoryjnych jest Kierownik Zakładu (Pracowni).
2.
Ćwiczenia składają się z 5 ćwiczeń laboratoryjnych wykonywanych w podgrupach wg harmonogramu.
3.
Ćwiczenia rozpoczynają się punktualnie. W razie opuszczenia ćwiczenia należy je wykonać w dodatkowym
terminie, po konsultacji z kierownikiem laboratorium.
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,
−
uzyskania pozytywnej oceny z podstaw teoretycznych oraz opracowanego protokółu.
8.
Ćwiczenie zostaje niezaliczone w razie:
−
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 (szczegóły
dotyczące sprawozdania zamieszczone są w konspekcie).
12.
Sprawozdanie zawierające wyłącznie wyniki doświadczenia traktowane jest na równi z brakiem
sprawozdania.
13.
W sprawozdaniu oceniana jest umiejętność prezentacji i opracowywania wyników pomiarów, umiejętność
prowadzenia analizy – porównywania wyników i znajomości wiedzy teoretyczne 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.
Nieobecność studenta, nawet usprawiedliwiona, na więcej niż 1/3 zajęć, może być podstawą do nie
zaliczenia tych zajęć. Niewykonanie tych 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.
Ć
W I C Z E N I E
1
Porównanie skrawno
ś
ci i efektywno
ś
ci ekonomicznej
ró
ż
nych materiałów narz
ę
dziowych
I. Zagadnienia do przygotowania
1.
Przyczyny, postacie i objawy zużycia ostrzy skrawających.
2.
Sposób oceny zużycia ostrzy. Geometryczne wskaźniki zużycia.
3.
Różnica pomiędzy zużyciem a stępieniem ostrza (zużyciem dopuszczalnym). Kryteria stępienia ostrza.
4.
Typowy przebieg zużycia ściernego z = f(t) oraz krzywa intensywności zużycia
)
(t
f
dt
dz
=
.
5.
Trwałość ostrza i sposób jej wyrażania. Wpływ warunków skrawania na trwałość ostrza.
II. Przebieg ćwiczenia
1.
Zapoznanie się z obsługą stanowiska badawczego.
2.
Określenie przebiegu i warunków badań ostrzy z różnych materiałów narzędziowych.
3.
Wykonanie pomiarów wskaźnika VB
c
(rys. 1) zużycia ciągłego badanego ostrza po każdym przejściu.
4.
Powtórzenie badań dla kolejnego materiału narzędziowego.
III. Sprawozdanie
1.
Zamieścić zestawienie wyników pomiarów parametru VB
c
po poszczególnych przejściach.
2.
Przedstawić cel ćwiczenia oraz opisać metodykę pomiarów.
3.
Zamieścić charakterystykę właściwości materiałów narzędziowych zastosowanych w ćwiczeniu.
4.
Narysować wykres funkcji VB
c
=f(t
s
) dla różnych materiałów ostrza.
5.
Wykonać obliczenia:
a)
funkcji regresji o postaci VB
c
=A·t
s
x
,
b)
przewidywanych okresów T trwałości ostrzy (dla podanego kryterium stępienia VB
max
),
c)
objętości usuniętego materiału Q oraz objętości właściwej Q
T
.
6.
Przeprowadzić analizę otrzymanych wyników pod względem skrawności i efektywności ekonomicznej
badanych ostrzy.
7.
Opracować wnioski.
Rys. 1. Obraz starcia powierzchni przyłożenia ostrza oraz wskaźnik VB
c
zużycia ostrza
c
Ć
W I C Z E N I E
2
Ocena cech geometrycznych warstwy wierzchniej po ró
ż
nych sposobach obróbki
I. Zagadnienia do przygotowania
1.
Pojęcie i budowa technologicznej warstwy wierzchniej (TWW).
2.
Fizyczne i geometryczne parametry oceny TWW.
3.
Definicje podstawowych parametrów chropowatości i udziału materiałowego profilu chropowatości Rmr(c).
II. Przebieg ćwiczenia
1.
Zapoznać się z przykładowymi częściami maszyn wykonanymi obróbką skrawaniem.
2.
Określić sposoby skrawania, którymi wykonano powierzchnie oglądanych próbek.
3.
Narysować ślady obróbkowe (kierunkowość obróbki) z podaniem sposobu skrawania.
4.
Na podstawie profilogramów określić parametry Rz i Rt.
5.
Wyznaczyć krzywe udziału materiałowego profilu chropowatości Rmr(c) dla badanych powierzchni
obrobionych.
III. Sprawozdanie
1.
Zamieścić zestawienie wyników pomiarów.
2.
Przedstawić cel ćwiczenia oraz opisać metodykę pomiarów.
3.
Opisać ślady obróbkowe na oglądanych częściach maszyn (analiza kinematyki skrawania -
c
v
r
,
f
v
r
,
e
v
r
).
4.
Przedstawić w postaci wykresu słupkowego porównanie parametrów: Ra, Rz i Rt dla badanych powierzchni.
Dokonać analizy (porównania) zmierzonych parametrów.
5.
Wykonać wykres krzywych udziału materiałowego profilu chropowatości Rmr(c) dla badanych powierzchni
(dla c wyrażonego w % oraz w μm).
6.
Dokonać analizy przebiegu krzywych udziału materiałowego profilu chropowatości z punktu widzenia
właściwości eksploatacyjnych.
7.
Przeprowadzić analizę otrzymanych wyników. Opracować wnioski.
Ć
W I C Z E N I E
3
Ocena skrawalno
ś
ci ró
ż
nych materiałów na podstawie pomiaru siły
i temperatury skrawania
I. Zagadnienia do przygotowania
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,
narzędzie, parametry skrawania ...).
5.
Sposoby pomiaru sił i temperatur.
6.
Budowa i zasada działania tensometrycznego siłomierza tokarskiego.
II. Przebieg ćwiczenia
1.
Zapoznanie się z obsługą tokarki oraz układem do pomiaru siły skrawania F
c
i temperatury
Θ
.
2.
Przeprowadzenie pomiarów siły skrawania F
c
i temperatury
Θ
dla podanego zestawu materiałów
i zmiennej prędkości skrawania v
c
(określić zakres występowania narostu).
3.
Przeprowadzenie pomiarów siły skrawania F
c
i temperatury
Θ
dla podanego zestawu materiałów
i zmiennego posuwu f .
III. Sprawozdanie
1.
Zamieścić zestawienie wyników pomiarów.
2.
Przedstawić cel ćwiczenia. Narysować schemat blokowy torów pomiarowych siły skrawania F
c
i temperatury
Θ
oraz opisać metodykę pomiarów.
3.
Wykonać wykresy: F
c
= f(v
c
) i F
c
= f(f ) oraz
Θ
= f(v
c
) i
Θ
= f(f ) z porównaniem badanych materiałów.
3.
Dokonać analizy wyników pomiarów.
4.
Dokonać oceny skrawalności ze względu na wyznaczone wskaźniki.
5.
Opracować wnioski.
Ć
w i c z e n i e 4
Ocena wpływu zu
ż
ycia i geometrii kraw
ę
dzi skrawaj
ą
cej wiertła kr
ę
tego na sił
ę
osiow
ą
i moment skrawania
I. Zagadnienia do przygotowania
1.
Budowa wiertła krętego.
2.
Rozkład składowych siły całkowitej podczas wiercenia wiertłem krętym.
3.
Metody pomiaru sił skrawania.
4.
Wpływ parametrów skrawania i geometrii ostrza na składowe siły całkowitej.
5.
Przyczyny, postacie i objawy zużycia ostrzy skrawających.
6.
Sposoby oceny zużycia ostrzy. Geometryczne wskaźniki zużycia.
7.
Różnica pomiędzy zużyciem a stępieniem ostrza (zużyciem dopuszczalnym). Kryteria stępienia ostrza.
8.
Typowy przebieg zużycia ściernego z = f(t) .
9.
Trwałość ostrza i sposób jej wyrażania. Wpływ warunków skrawania na trwałość ostrza.
II. Przebieg ćwiczenia
1.
Zapoznanie się z obsługą stanowiska badawczego.
2.
Wykonać pomiary zużycia wierteł przygotowanych do badań.
3.
Wykonanie pomiarów siły posuwowej F
f
i momentu skrawania M
c
podczas wiercenia wiertłami o różnym
stopniu zużycia.
4.
Wykonanie pomiarów siły posuwowej F
f
i momentu skrawania M
c
podczas wiercenia wiertłami o różnej
geometrii części roboczej.
III. Sprawozdanie
1.
Zamieścić zestawienie wyników pomiarów.
2.
Przedstawić cel ćwiczenia. Narysować schemat toru pomiarowego siły posuwowej F
f
i momentu skrawania
M
c
oraz opisać metodykę pomiarów.
3.
Wykonać wykresy funkcji F
f
=f(VB
B max
) i M
c
=f(VB
B max
). Przeanalizować i uzasadnić otrzymane wyniki.
4.
Wykonać wykresy funkcji F
f
=f(f) i M
c
=f(f) dla wierteł o różnej geometrii. Przeanalizować i uzasadnić
otrzymane wyniki.
5.
Opracować wnioski końcowe.
Ć
W I C Z E N I E
5
Narz
ę
dzia i materiały narz
ę
dziowe na ostrza skrawaj
ą
ce
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.
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.
2.
Zapoznanie się z nowoczesnymi materiałami narzędziowymi i ich własnościami.
3.
Zapoznanie się ze sposobem oznaczania narzędzi i materiałów narzędziowych.
4.
Przeprowadzenie doboru materiału narzędziowego do zadania obróbkowego.
III. Sprawozdanie
1.
Naszkicować wskazane narzędzia – opisać podstawowe elementy budowy części roboczej.
2.
Przedstawić w formie graficznego porównania, poznane materiały narzędziowe (twardość, max.
temperatura skrawania, wytrzymałość, udarność, zakresy stosowanych parametrów skrawania ect.).
3.
Opisać (narysować) przykładowe zastosowanie analizowanych narzędzi.