Początek

Skrypty Ciekawe strony  

Zaliczanie

   
 

Badanie wpływu wybranych parametrów skrawania na

 chropowatość powierzchni

I. Cel ćwiczenia: zapoznanie się z wpływem poszczególnych czynników na chropowatość 

obrabianej powierzchni oraz z metodami pomiaru chropowatości powierzchni.

 

II. Wyposażenie: tokarka produkcyjna lub uniwersalna, nóż z ostrzem ze stali szybkotnącej 

NNZa, nóż przecinak ze stali szybkotnącej NNPa, wałek stalowy St 4 lub St 5 o średnicy 30 

mm i długości 500 mm, suwmiarka uniwersalna MAUb, podwójny mikroskop do pomiaru 

chropowatości, komplet wzorców chropowatości, lupa, promieniomierz NWKc 1 - 7, cyfry 

do wbijania. młotek, instrukcja obsługi mikroskopu podwójnego.

 

III. Wiadomości uzupełniające.

Na chropowatość powierzchni przy toczeniu mają wpływ następujące czynniki: rodzaj 

materiału 

skrawanego, parametry skrawania (v, g, p), geometria ostrza, stępienie narzędzia, ciecze 

chłodząco - smarujące, sztywność układu obrabiarka - przedmiot - narzędzie.

Rozważając wpływ materiału obrabianego i szybkości skrawania stwierdzono, że zależność 

wysokości nierówności powierzchni od szybkości skrawania łączy się ściśle z plastycznością i 

sprężystością obrabianego materiału. Rys.1.0 przedstawiono zależność między wysokością 

chropowatości a szybkością skrawania. Z wykresu widać, że wysokość nierówności Rz 

początkowo rośnie, a następnie, po osiągnięciu max chropowatości, zaczyna się zmniejszać. 

Taki przebieg zależności Rz = f(v) dla stali obserwuje się w zakresie tych szybkości skrawania, przy których na ostrzu powstaje narost (a więc główną rolę odgrywa tutaj plastyczność metalu skrawanego). Na skutek zgniotu warstwy powierzchniowej przedmiotu oraz ciągłej zmiany wielkości narostu wysokość nierówności jest znacznie większa od wartości teoretycznej, przy czym max krzywej przypada w strefie najbardziej intensywnego tworzenia się narostu. Rozważając wpływ parametrów skrawania stwierdzamy, że głębokość skrawania praktycznie nie wpływa na chropowatość uzyskiwanej powierzchni. Wpływ posuwu przedstawiono na rysunku 1.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rys. 1.0 Wpływ szybkości v

 rys. 1.1 Wpływ p na chropowatość

 

chropowatość powierzchni przy różnych p. powierzchni przy szybkościach v1 i v2

Wśród czynników geometrycznych ostrza dominujący wpływ na chropowatość p[powierzchni 

ma promień zaokrąglenia wierzchołka noża r. Im promień ten jest większy, tym mniejsze 

nierówności Rys. 1.2. Rzeczywista wysokość nierówności powierzchni uzyskiwana w wyniku 

skrawania jest jednak większa od wyznaczonej wg powyższych ustaleń i to tym większa, im 

mniejsza jest szybkość skrawania. Wynika z tego, że oprócz parametrów geometrycznych 

mają tu wpływ odkształcenia plastyczne wióra i materiału obrobionego. Pewien wpływ 

wykazują również kąty przystawienia. Ciecze chłodząco - smarujące zmniejszają tarcie i 

odkształcenia plastyczne, zatem ułatwiają skrawanie i powodują polepszenie gładkości 

powierzchni. Zwiększona sztywność układu obrabiarka - przedmiot - narzędzie również 

sprzyja uzyskaniu lepszej gładkości powierzchni (brak drgań)

rys. 1.2 Wpływ zaokrąglenia wierzchołka ostrza na chropowatość.

 

W praktyce posługujemy się nomogramymi lub tablicami ułożonymi na podstawie wykresów 

zależności Rz od poszczególnych czynników. Gdy przyjmujemy, że decydujący wpływ na 

chropowatość powierzchnia posuw p, szybkość skrawania v i promień zaokrąglenia r, 

sporządzenie wykresów określających ten wpływ nie nastręcza trudności. Gdy na wykresach 

tych dla określonych wartości Rz naniesiemy klasy chropowatości wg normy, to na tej 

podstawie możemy ułożyć tablice służące do doboru warunków skrawania dla uzyskania 

danej klasy chropowatości. Ćwiczenie będzie polegało na wykonaniu próbek toczonych 

zmiennymi szybkościami skrawania przy stały posuwie oraz stałą szybkością przy zmiennym 

posuwie. Próbki będziemy kolejno odcinać od wałka zamocowanego w uchwycie. Po 

odcięciu na czole próbki wybijamy kolejny numer. Długość jednej próbki nie powinna być 

większa niż 25 - 30 mm. Przed toczeniem następnej próbki na wałku wykonamy nacięcie na 

odpowiednie długości.

Dla określonego posuwu p i promienia zaokrąglenia wierzchołka ostrza teoretyczną wysokość 

chropowatości można obliczyć wg wzoru::

R = p2/ 8r

Rzeczywistą wartość chropowatości toczonych próbek określimy przez porównanie z 

wzorcami chropowatości oraz przez pomiar na podwójnym mikroskopie Schmaltza lub 

Linnika. Po ustawieniu przedmiotu w pryzmie na stoliku i zgrubnym wyostrzeniu obrazu należy 

obserwowaną powierzchnię umiejscowić możliwie e środku pola widzenia i nastawić i 

nastawić dokładnie na ostrość, a więc zawężyć pas obserwowanej powierzchni. Teraz można 

przystąpić do pomiaru. W tym celu nasadką mikrometryczną należy tak ustawić linie krzyża 

okularu, aby jedna z nich zajęła położenie równoległe do obserwowanego obrazu. Następnie 

obracając przedmiot cylindryczny na pryzmie dobiera się pole pomiarowe, na którym 

nierówności są typowe dla całej powierzchni mierzonej. Pomiar odbywa się przez nastawienie 

poziomej linii krzyża włosowego raz na wierzchołku, raz na najniższe punkty nierówności 

obserwowanych w polu widzenia okularu. Po każdym ustawieniu kreski dokonuje się odczytu 

na skali bębenka nasadki. Różnica odczytów pomnożona przez wartość działki elementarnej 

określa wysokość zmierzonej nierówności powierzchni. Wartość działki elementarnej jest inna 

dla każdej pary wymiennych obiektywów.

 

IV. Przebieg ćwiczenia.

 

- Sprawdzić stan techniczny sprzętu i urządzeń. Przygotować tokarkę do pracy. Zamocować 

wałek w imaku wybrany nóż oraz nóż przecinak. Zamocować wałek w uchwycie 

samocentrującym. Przygotować przyrządy do pomiaru.

- Dobrać odpowiednie parametry skrawania. Powierzchnię każdej próbki przetoczyć dwoma 

przejściami, po przetoczeniu odciąć od wałka i oznaczyć numerem. Pierwsze cztery próbki 

wykonać przy stałym posuwie a zmiennej prędkości. Aby różnice były widoczne, stosować 

zmiany co dwa stopnie. Następne 4 próbki toczyć przy stałej prędkości a zmiennym posuwie.

- Dla każdej próbki zanotować parametry skrawania.

- Wpisać wszystkie kąty określające stan geometryczny ostrza oraz promień zaokrąglenia 

wierzchołka.

- Określić klasę chropowatości próbek przez porównanie z wzorcami chropowatości za 

pośrednictwem lupy.

- Zmierzyć chropowatość mikroskopem podwójnym.

- Rozbroić tokarkę, oczyścić używane przyrządy i narzędzia.

 

V. Uwagi do sprawozdania.

- Obliczyć teoretyczną chropowatość na podstawie wartości posuwu i promienia zaokrąglenia 

wierzchołka ostrza.

- Na podstawie wyników ćwiczenia sporządzić wykresy zmiany chropowatości: pierwszy w 

funkcji prędkości skrawania, drugi w funkcji posuwów.

- Zestawić wyniki pomiarów. Podać wnioski i własne spostrzeżenia.

 

VI. Wzorcowa tabela wyników:

 

Lp.

Ra(Vmin)

Ra(Vmax)

Ra(Pmin)

Ra(Pśr)

Ra(Pmax)

1.

         

2.

         

3.

         

średnio: