Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej Zakład Obróbki Skrawaniem
Wydział: BMiZ Studium: stacj. II stopnia Semestr: 1 Kierunek: MCH Rok akad.: 2015/16 Liczba godzin - 15
ZAAWANSOWANE TECHNIKI WYTWARZANIA W MECHATRONICE L a b o r a t o r i u m (hala H20 – ZOS)
Prowadzący:
dr inż. Marek Rybicki e-mail:
[email protected] mgr inż. Krzysztof Ślimak e-mail:
[email protected]
pok. 617 – WBMiZ, tel. 66 52 752 pok. 605 – WBMiZ, tel. 66 52 723
konspekt do pobrania: www.zos.mt.put.poznan.pl Tematy ćwiczeń 1. Fizyczne i technologiczne efekty obróbki z dużymi prędkościami skrawania. 2. Kształtowanie elementów maszyn za pomocą elektrodrążenia. 3. Wpływ warunków skrawania na twardo na efekty obróbki. 4. Geometryczne właściwości WW po toczeniu ostrzem z narożem tradycyjnym i typu „wiper”. 5. Ocena jakości powierzchni po różnych sposobach cięcia.
Literatura 1.
Cichosz P.: (red.) Obróbka skrawaniem, Wysoka produktywność (Rozdz. 5. Oczoś K., Obróbka wysoko produktywna – wiodącym trendem obróbki skrawaniem, s.31-50), Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2007. 2. Kawalec M.: Efekty technologiczne obróbki na twardo materiałów metalowych, Mechanik, 2006 nr 1, s. 20-25. 3. Olszak W.: Obróbka skrawaniem. WNT Warszawa 2008. 4. Filipowski R.: Marciniak.: Techniki obróbki mechanicznej i erozyjnej. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2000 . 5. Siwczyk M.: Obróbka elektroerozyjna. Technologia i zastosowanie. WNT, Warszawa 1981. 6. Erbel J.:(red.) Encyklopedia technik wytwarzania w przemyśle maszynowym tom II. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2001. 7. Grzesik W.: Podstawy skrawania materiałów konstrukcyjnych, WNT Warszawa 2010. 8. Żebrowski H.: Techniki wytwarzania. Obróbka wiórowa, ścierna i erozyjna. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2004. 9. Burakowski T., Wierzchoń T.: Inżynieria powierzchni metali, WNT Warszawa, Warszawa 1995. 10. Jóźwicki R.: Technika laserowa i jej zastosowania, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2009
Fizyczne i technologiczne efekty obróbki z dużymi prędkościami skrawania. I. Zagadnienia do przygotowania 1. Istota i efekty stosowania obróbki HSM. 2. Narzędzia stosowane w HSM i ich systemy mocowania. 3. Wymiary warstwy skrawanej przy obróbce frezami walcowo-czołowymi. II. Przebieg ćwiczenia 1. Zapoznać się z obsługą stanowiska badawczego – centrum obróbkowe, profilografometr i tor do pomiaru sił z siłomierzem piezoelektrycznym. 2. Przeprowadzić frezowanie walcowo-czołowe stali z 5-cioma prędkościami skrawania. 3. Zmierzyć wyznaczone parametry chropowatości powierzchni obrobionej oraz siłę posuwową Ff. III. Sprawozdanie 1. 2. 3. 4. 5.
Naszkicować stosowane narzędzie z przekrojem warstwy skrawanej oraz parametrami kinematycznymi i geometrycznymi. Wyznaczyć wydajność procesu skrawania. Określić zależność Ra=f(vc). Przeprowadzić analizę wpływu prędkości skrawania na siłę posuwową Ff. Przedstawić wnioski.
Kształtowanie elementów maszyn za pomocą elektrodrążenia. I. Zagadnienia do przygotowania 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Istota elektroerozyjnego drążenia EDM i wycinania WEDM. Ciecz dielektryczna i jej funkcje w obróbce elektroerozyjnej. Rodzaje materiałów obrabianych elektroerozyjnie. Możliwości technologiczne obróbki elektroerozyjnej. Zalety i wady obróbki elektroerozyjnej. Parametry obróbki elektroerozyjnej i ich wpływ na efekty obróbki.
II. Przebieg ćwiczenia 1. 2. 3. 4.
Zapoznać się z obsługa elektrodrążarki. Ustawić punkty bazowe przedmiotu. Napisać program do drążenia z różnymi parametrami w poszczególnych punktach obróbki. Ocenić efekty obróbki.
III. Sprawozdanie 1. 2.
Opisać stosowaną elektrodę i materiał obrabiany Podać parametry drążenia w poszczególnych punktach obróbkowych (napięcie i natężenie w poszczególnych impulsach, liczba impulsów, szczelina boczna, interpolacja itd.) 3. Ocenić wpływ parametrów drążenia na jego efekty (czas, chropowatość) 4. Przedstawić wnioski
Wpływ warunków skrawania na twardo na efekty obróbki. I. Zagadnienia do przygotowania 1. 2. 3. 4.
Definicja oraz zalety i wady obróbki na twardo w stosunku do szlifowania. Różnice podczas skrawania materiałów o różnej twardości. Warunki skrawania stosowane podczas toczenia zahartowanych stali. Wpływ warunków skrawania na zużycie ostrza, chropowatość powierzchni.
II. Przebieg ćwiczenia 1. 2. 3. 4. 5.
Zapoznać się z obsługą stanowiska badawczego. Dobrać materiał ostrza, narzędzie i technologiczne parametry toczenia. Przeprowadzić toczenie zahartowanej stali w różnych warunkach (oraz stali w stanie miękkim dla porównania). Wykonać pomiary zużycia badanych ostrzy i wybranego parametru chropowatości powierzchni obrobionej. Wykonać szkice struktury wiórów w dużym powiększeniu otrzymanych w poszczególnych próbach.
III. Sprawozdanie 1. Opisać przebieg doświadczenia; podać warunki skrawania. 2. Przedstawić wyniki przeprowadzonych badań. 3. Przedstawić wnioski.
Geometryczne właściwości WW po toczeniu ostrzem z narożem tradycyjnym i typu „wiper”. I.
Zagadnienia do przygotowania. 1. 2. 3. 4.
Geometria naroży wiper. Zalety i wady stosowania naroży typu wiper. Wpływ warunków skrawania na siły, zużycie ostrzy oraz chropowatość powierzchni obrobionej. Chropowatość teoretyczna powierzchni obrobionej.
II. Przebieg ćwiczenia. 1. 2. 3. 4.
Zapoznać się z charakterystyką stosowanych ostrzy i parametrami skrawania Zapoznać sie z techniką pomiarów i obsługą przyrządów pomiarowych Zmierzyć chropowatość powierzchni obrobionej, stosując 6 powtórzeń Zapoznać sie ze sposobem statystycznego określenia rozrzutów i porównania otrzymanych wyników
III. Sprawozdanie. 1. 2. 3.
Ppodać warunki skrawania Wyznaczyć wpływ posuwu na chropowatość powierzchni obrobionej – wyznaczyć funkcje regresji z przedziałami ufności Porównać wartości średnie parametru chropowatości otrzymane podczas toczenia narożem tradycyjnym i typu „wiper” przy tych samych wartościach posuwu 4. Przedstawić wnioski
Ocena jakości powierzchni po różnych sposobach cięcia. I.
Zagadnienia do przygotowania 1. 2. 3.
II.
Istota, rodzaje i odmiany obróbki strumieniowo-erozyjnej. Parametry cięcia laserowego, plazmowego i strumieniem wodno-ściernym. Porównanie różnych sposobów cięcia ze względu na rodzaj i grubość materiału obrabianego, prędkość obróbki i jakość powierzchni obrobionej.
Przebieg ćwiczenia 1. 2.
Zapoznać się z techniką pomiarów i obsługą przyrządów pomiarowych Zapoznać się z rodzajami i wartościami typowych parametrów cięcia laserowego, plazmowego i strumieniem wodnościernym przedstawionych próbek 3. Zmierzyć parametry chropowatości i błędy kształtu po różnych sposobach cięcia wg normy
III. Sprawozdanie 1. 2. 3.
Przedstawić technikę pomiarów Przedstawić graficznie wyniki przeprowadzonych badań Przeprowadzić analizę wpływu sposobu cięcia na jakość powierzchni obrobionej i wydajność dla analizowanego przypadku rodzaju materiału i grubości przedmiotu obrabianego 4. Przedstawić wnioski
Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej Zakład Obróbki Skrawaniem
Zaawansowane techniki wytwarzania w mechatronice L A B O R A T O R I U M
Nazwisko i imię
Semestr
Wydział
Kierunek
1
BMiZ-stacj.
MCH IIst.
Grupa dziek./labor.
Temat ćwiczenia:
Fizyczne i technologiczne efekty obróbki z dużymi prędkościami skrawania Data wykonania ćwiczenia
Nazwisko prowadzącego
Stałe warunki skrawania:
Ocena
Szkic narzędzia i przedmiotu z warstwą skrawaną:
Materiał obrabiany Posuw na ostrze
fz =
mm/ostrze
Głębokość skrawania
ap =
mm
Szerokość frezowania ae =
mm
Średnica frezu
d=
mm
Liczba ostrzy
z=
Wyniki pomiarów vc [m/min]
n [obr/min]
vf [mm/min]
Rz [µm]
Rzśr =
Rzśr =
Rzśr =
Rzśr =
Rzśr =
Analiza wyników i wnioski
Siła Ff [N]
Q = ap·ae·vf [mm3/min]
Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej Zakład Obróbki Skrawaniem
Zaawansowane techniki wytwarzania w mechatronice L A B O R A T O R I U M
Nazwisko i imię
Semestr
Wydział
1
Kierunek
BMiZ-stacj.
Grupa/labor.
MCH IIst.
Temat ćwiczenia:
Wpływ warunków skrawania na twardo na efekty obróbki Data wykonania ćwiczenia
Nazwisko prowadzącego
Ocena
Wyniki badań: rε [mm]
f [mm/obr]
ap [mm]
n [obr/min]
d [mm]
vc [m/min]
Kształt wióra:
Materiał obrabiany (twardość): Materiał ostrza: Odmiana toczenia: VBc1 [mm]
rε [mm]
VBc2 [mm]
f [mm/obr]
Ra1 [µm]
ap [mm]
Ra2 [µm]
n [obr/min]
d [mm]
vc [m/min]
Kształt wióra:
Materiał obrabiany (twardość): Materiał ostrza: Odmiana toczenia: VBc1 [mm]
rε [mm]
VBc2 [mm]
f [mm/obr]
Ra1 [µm]
ap [mm]
Ra2 [µm]
n [obr/min]
d [mm]
vc [m/min]
Kształt wióra:
Materiał obrabiany (twardość): Materiał ostrza: Odmiana toczenia: VBc1 [mm]
rε [mm]
VBc2 [mm]
f [mm/obr]
Ra1 [µm]
ap [mm]
Ra2 [µm]
n [obr/min]
Kształt wióra:
Materiał obrabiany (twardość): Materiał ostrza: Odmiana toczenia: VBc1 [mm]
VBc2 [mm]
d [mm]
Ra1 [µm]
Ra2 [µm]
VBc1, VBc2– stan początkowy i końcowy wskaźnika VBc zużycia ostrza Ra1, Ra2 – parametr chropowatości Ra zmierzony na początku i końcu długości wałka
vc [m/min]
Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej Zakład Obróbki Skrawaniem
Zaawansowane techniki wytwarzania w mechatronice L A B O R A T O R I U M
Nazwisko i imię
Semestr
Wydział
1
Kierunek
BMiZ-stacj.
MCH IIst.
Temat ćwiczenia:
Kształtowanie elementów maszyn za pomocą elektrodrążenia Data wykonania ćwiczenia
Nazwisko prowadzącego
Ocena
Stałe warunki erodowania: Materiał obrabiany: Materiał elektrody: Głębokość drążenia: Szerokość elektrody: Pole powierzchni elektrody:
Próba 1 szczelina [mm]: Impuls
Natężenie [A]
końcowe Ra [µm]: Napięcie [V]
czas drążenia [min]: Ra [µm]
Interpolacja:
1 2 3
Próba 2 szczelina [mm]: Impuls
Natężenie [A]
końcowe Ra [µm]: Napięcie [V]
czas drążenia [min]: Ra [µm]
Interpolacja:
1 2 3
Próba 3 szczelina [mm]: Impuls 1 2 3 4 5 6 7
Natężenie [A]
końcowe Ra [µm]: Napięcie [V]
czas drążenia [min]: Ra [µm]
Interpolacja:
Grupa/labor.
Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej Zakład Obróbki Skrawaniem
Zaawansowane techniki wytwarzania w mechatronice L A B O R A T O R I U M
Nazwisko i imię
Semestr
Wydział
1
Kierunek
BMiZ-stacj.
Grupa/labor.
MCH IIst.
Temat ćwiczenia:
Geometryczne właściwości WW po toczeniu ostrzem z narożem tradycyjnym i typu „wiper” Data wykonania ćwiczenia
Nazwisko prowadzącego
Ocena
Stałe warunki skrawania: ap = 0,1 mm
d = …….. mm
n = 355 obr/min
naroże tradycyjne rε = 0,8 mm
f [mm/obr]
Ra [µm]
Ra [µm]
vc =
vc = …….. m/min
πdn 1000
[m / min]
naroże „wiper”
s(x)
Ra [µm]
Ra [µm]
s(x)
0,13
0,20
0,30
0,52
n
∑(x s( x ) =
~ t =
x1 − x2 s ( x)
1 1 + n1 n2
i =1
i
− x )2
n −1
s( x ) =
n
n
i =1
i =1
s( x ) µ = x ± tα ,n−1 ⋅ s( x ) n
∑ ( x − x1 )2 + ∑ ( x − x2 ) 2 s ( x) =
n1 + n2 − 2
gdzie
t 0.05,5 = 2,5706
t 0.05,10 = 2,228 jeżeli ~t > t0 ,05 ,10 to różnica istotna
Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej Zakład Obróbki Skrawaniem
Zaawansowane techniki wytwarzania w mechatronice L A B O R A T O R I U M
Nazwisko i imię
Semestr
Wydział
Kierunek
1
BMiZ-stacj.
MCH IIst.
Grupa dziek./labor.
Temat ćwiczenia:
Ocena jakości powierzchni po różnych sposobach cięcia Data wykonania ćwiczenia
Nazwisko prowadzącego
Ocena
Wymiary parametrów struktury geometrycznej po cięciu
SPOSÓB CIĘCIA: ..................................................................................................................... grubość blachy [mm]:
zużycie ścierniwa [g/min]:
moc przebijania [W]:
ciśnienie [bar]:
moc cięcia [W]:
rodzaj gazu:
posuw [mm/min]: czas przebicia [s]: prąd [A]: napięcie łuku [V]:
WYNIKI POMIARÓW: Rz [µm] 1
2
3
średnia
r [mm]
SPOSÓB CIĘCIA: ..................................................................................................................... grubość blachy [mm]:
zużycie ścierniwa [g/min]:
moc przebijania [W]:
ciśnienie [bar]:
moc cięcia [W]:
rodzaj gazu:
Δa [mm]
u [µm]
posuw [mm/min]: czas przebicia [s]: prąd [A]: napięcie łuku [V]:
WYNIKI POMIARÓW: Rz [µm] 1
2
3
średnia
r [mm]
SPOSÓB CIĘCIA: ..................................................................................................................... grubość blachy [mm]:
zużycie ścierniwa [g/min]:
moc przebijania [W]:
ciśnienie [bar]:
moc cięcia [W]:
rodzaj gazu:
Δa [mm]
u [µm]
posuw [mm/min]: czas przebicia [s]: prąd [A]: napięcie łuku [V]:
WYNIKI POMIARÓW: Rz [µm] 1
2
3
średnia
r [mm]
Δa [mm]
u [µm]