Wpływ powłok ostrza skrawającego, Projekty'z Technologia prdukcji. Uniwersytet Zielonogórski
remigiusz-parnowski
remigiusz-parnowski

Wpływ powłok ostrza skrawającego, Projekty'z Technologia prdukcji. Uniwersytet Zielonogórski

9 str.
27Liczba odwiedzin
Opis
Wpływ ostrzy skrawających na wskaźniki skrawalności
20 punkty
Punkty pobierania niezbędne do pobrania
tego dokumentu
Pobierz dokument
Podgląd3 str. / 9
To jest jedynie podgląd.
3 wyświetlane ||| 3 wyświetlanych na 9 str.
Pobierz dokument
To jest jedynie podgląd.
3 wyświetlane ||| 3 wyświetlanych na 9 str.
Pobierz dokument
To jest jedynie podgląd.
3 wyświetlane ||| 3 wyświetlanych na 9 str.
Pobierz dokument
To jest jedynie podgląd.
3 wyświetlane ||| 3 wyświetlanych na 9 str.
Pobierz dokument

Wydział Mechaniczny

WPŁYW POWŁOK OSTRZA SKRAWAJĄCEGO NA WYBRANE WSKAŹNIKI SKRAWALNOŚCI

Sporządził: Remigiusz Parnowski

1. Wstęp

Niniejsze sprawozdanie ma na celu ustalenie efektywności stosowania powłok ostrza

skrawającego na skutki obróbki skrawaniem.

Obecnie skutecznym sposobem na wzrost procesu skrawania jest pokrywanie ostrzy

narzędzia twardymi i odpornymi na zużycie warstwami o grubości od kilku do kilkunastu µm,

które w znaczny sposób przedłużają ich okres trwałości. Ponieważ materiał powlekający

bezpośrednio styka się z narzędziem obrabianym, jego dobór oraz technologie naniesienia

mają decydujący wpływ na proces tworzenia wióra i jego odprowadzanie ze strefy skrawania.

Na pokrycia są stosowane trudno topliwe związki węgla, azotu, boru z metalami

przejściowymi, niektóre tlenki, a także warstwy diamentowe.

Podstawowymi korzyściami płynącymi ze stosowania płytek powlekanych są:

• znacznie zwiększona trwałość;

• możliwość zwiększenia wydajności obróbki;

• zmniejszenie tarcia na powierzchni styku;

Ze względu na ich budowę powłoki przeciwzużyciowe stosowane na ostrzach

skrawających można podzielić na jednowarstwowe i wielowarstwowe.

Znaczące zastosowanie w wytwarzaniu powłok jednowarstwowych znalazły materiały

wieloskładnikowe ze względu na ich szczególne właściwości technologiczne i użytkowe. Zainteresowanie takimi materiałami wynika z tego, że roztwory stałe faz

międzymetalicznych, podobnie jak stopy, wykazują często lepsze właściwości od tworzących

je składników. Takie związki tworzą m.in. azotki i węgliki metali przejściowych.

Zróżnicowane mechanizmy zużycia poszczególnych warstw powłoki doprowadziły do

opracowania dwóch typowych metod powlekania:

• CVD - chemiczne osadzanie z fazy gazowej w wysokich temperaturach - znalazło

obecnie wiele zastosowań praktycznych do otrzymania cienkich warstw na różnych

materiałach. W metodzie CVD warstwa nowego materiału tworzy się na powierzchni

ogrzewanego podłoża na wskutek reakcji chemicznych zachodzących w fazie gazowej

lub w fazie pary.

Jako źródła pierwiastków, z których ma powstać warstwa, stosuje się różne substraty

gazowe i ciekłe zwane prekursorami, którymi mogą być wodorki, halogenki (głównie

chlorki)

• PVD – fizyczne osadzanie z fazy gazowej w niskich temperaturach – metodą tą

uzyskuje się powłoki metastabilne, które charakteryzują się dużą szybkością

chłodzenia, rzędu 1013 K *s-1 , przy kondensacji atomów powłoki z fazy gazowej na

podłożu. Gdy temperatura podłoża jest niska, dochodzi do syntezy faz metastabilnych.

Powłoki metastabilne zachowują budowę strukturalną przy temperaturze 0,3 Tt, gdzie

Tt – temperatura topnienia.

Powłoki wielofazowe wytwarza się, wykorzystując duże szybkości osadzania i

możliwość sterowania kinetyką krystalizacji, jakimi charakteryzują się metody osadzania

fizycznego. Tego typu warunki umożliwiają syntezę powłok umacnianych przez dyspersję

wydzieleń faz równowagowych lub nierównowagowych o osnowie krystalicznej i

amorficznej. Przykładem powłok wielofazowych są powłoki z azotku tytanu modyfikowane wydzieleniami borku tytanu.

Węglik tytanu i tlenek glinu to jedne z najtwardszych materiałów o wysokiej

odporności na zużycie na powierzchni przyłożenia. Azotek tytanu nie wykazuje tak wysokiej

twardości, lecz odznacza się za to wyższą odpornością na tworzenie krateru na powierzchni

natarcia i wykazuje niższy współczynnik tarcia oraz posiada atrakcyjny złocisty kolor.

2. Parametry techniczne skrawania

Poniżej przedstawiono parametry techniczne skrawania, takie jak typ obrabiarki, zastosowane

narzędzia, wartości oraz rodzaj powłoki.

Tabela 1. Parametry techniczne skrawania oraz rodzaj powłoki

Obrabiarka TOKARKA UNIWERSALNA CU-502

Narzędzie Oprawka CSDBN25X25

Płytka SNUN-120408-P25

Średnica wałka d [mm] 80

Materiał obrabiany STAL WĘGLOWA C45

Przyrząd do pomiaru parametrów chropowatości PROFILOGRAFOMETR T-200

Rodzaj powłoki 1. PŁYTKA NIEPOWLEKANA P25

2. POWŁOKA JEDNOWARSTWOWA TiC

3. POWŁOKA WIELOWARSTWOWA TiC/TiM

Parametry skrawania Numer próby

2 3 4 5

1

ap [mm]

0,5

vc [m/min]

f [mm/Obr]

0,05 0,1 0,15 0,2 0,25

3. Wyniki zużycia ostrza skrawającego

Przeprowadzając proces skrawania przy pomocy dwóch metod skrawania, tj. na sucho

oraz w warunkach chłodzenia mgłą emulsyjną (MQCL) uzyskano następujące wyniki zużycia ostrza skrawającego, co przedstawia poniższa tabela 2.

Czas [s]

Na sucho MQCL

KB VBmax

KB VBmax

240 0,345 0,056 0,248 0

480 0,489 0,167 0,354 0

720 0,567 0,245 0,359 0,083

960 0,598 0,328 0,402 0,127

1200 0,765 0,356 0,423 0,224

Tabela 2. Wartości wskaźników zużycia ostrza skrawającego

Uzyskane wartości wskaźników zużycia ostrza skrawającego zostały poniżej również

zobrazowane w postaci wykresów co jednoznaczne ukazuje, jak duży wpływ na zużycie

ostrza skrawającego ma zastosowana metoda.

Wykres 1. Wpływ zastosowanej metody na szerokość żłobka (KB) ostrza

skrawającego

Wykres 2. Wpływ zastosowanej metody na pasmo zużycia na powierzchni przyłożenia (VB) ostrza skrawającego

Na rysunkach 1 i 2 przedstawiono również wpływ metody skrawania na głębokość żłobka (KT) ostrza skrawającego.

Z obserwacji wynika, iż mniejsze wartości głębokości żłobka (KT), a tym samym

mniejsze zużycie ostrza skrawającego uzyskuje się stosując metodę w warunkach chłodzenia

mgłą emulsyjną (MQCL).

Rysunek 1. Wpływ na głębokość żłobka (KT) metodą skrawania na sucho

Rysunek 2. Wpływ na głębokość żłobka (KT) metodą skrawania w warunkach chłodzenia mgłą emulsyjną (MQCL)

Jak widać na rysunkach w metodzie na sucho głębokość żłobka (KT) sięga

ok. 200 µm, natomiast stosując metodę w warunkach chłodzenia mgłą emulsyjną (MQCL)

głębokość żłobka (KT) oscyluje ok. 90 µm.

4. Wnioski i podsumowanie

Analizując powyższe informacje oraz wyniki, można zaobserwować, iż istotny wpływ na zużycie ostrza skrawającego ma zastosowana metoda skrawania.

Rozpatrując w naszym wypadku dwie metody – na sucho i w warunkach chłodzenia

mgłą emulsyjną – można dojść do wniosków, że mniejsze wartości wskaźników zużycia

ostrza skrawającego, takie jak: szerokość żłobka (KB), głębokość żłobka (KT) oraz

maksymalna szerokość pasma zużycia na powierzchni przyłożenia (VBmax), uzyskuje się

w warunkach chłodzenia mgłą emulsyjną (MQCL).

Ma to związek, z tym, że wtedy krawędzie ostrza skrawającego, w metodzie MQCL doprowadzane są do niższych temperatur skrawania niż to ma miejsce w przypadku

skrawania metodą na sucho. A tym samym w metodzie MQCL w wyniku uzyskania

mniejszych temperatur w strefie skrawania spowodowało mniejsze zużycie ostrza

skrawającego, co przyczynia się do dłuższej trwałości narzędzia skrawającego i mniejszych

kosztów eksploatacyjnych.

Brak komentarzy
To jest jedynie podgląd.
3 wyświetlane ||| 3 wyświetlanych na 9 str.
Pobierz dokument