Ø Zjawiska powodujące zużycie ostrza:
ścieranie mechaniczne,
adhezja
dyfuzja
odkształcenie plastyczne
utlenianie
zużycie wytrzymałościowe(wykruszenie, wyłamanie, pękniecie). +wykres
Ø Dyfuzja przy skrawaniu stali narzędziem z węglików spiekanych
Przy obróbce (szczególnie z duża prędkością) następuje dyfuzja. w wyniku następuje rozkład węgliku wolframu i powstają złożone związki żelaza wolframu i węgla np. F3W3C
Do przedmiotu przechodzi Fe C Co a po stronie ostrza kobalt TiC-WC
Ø Formy wytrzymałościowego zużycia ostrza
Pęknięcia, wyłamania, wykruszenia.
Przy wyłamaniu następuje chwilowy spadek siły skrawania ponieważ następuje odsuniecie krawędzi skrawającej od materiału.
Przy wykruszeniu następuje gwałtowny wzrost siły skrawania ponieważ krawędź skrawająca zostaje stępiona
Ø Bezpośrednie i pośrednie wskaźniki zużycia, zakres ich zastosowań
Bezpośrednie to geometryczne miary zużycia, stosowane są w laboratoriach.
Są 3 podstawowe,
o krater na powierzchni natarcia(K=KT/KM),
o zużycie wrebowe(VBc,VBb,VBmax,VBn)
o starcie powierzchni przyłożenia(KE)
Pośrednie to są to zmiany wielkości fizycznych spowodowanych zużyciem ostrza, czyli np.
o jakość powierzchni obrobionej,
o kształt i kolor wióra,
o drgania i wibracje,
o emisja akustyczna,
o siły skrawania.
Wykorzystywane są w zautomatyzowanych systemach wytwarzania oraz w produkcji jednostkowej przez bezpośredni nadzór operatora.
Ø Okres trwałości ostrza, kryterium trwałości i jego dobór
Kryterium trwałości ostrza jest to dopuszczalna(krytyczna) wartość zużycia ostrza lub jego wykruszenie , wyłamanie.
Dobór kryterium zależy od wielu czynników. Powinno jak najlepiej charakteryzować stan nieprzydatności narzędzia do dalszej pracy. Powinno być tez w danych warunkach możliwe do określenia. W zależności od przypadku różne są kryteria doboru
o laboratorium-określona wartość wybranego wskaźnika zużycia lub kombinacja takich wartości,
o produkcja jednostkowa – człowiek sprawdza, może to być kolor i kształt wióra, piski narzędzia, stan powierzchni, doświadcz operatora;
o produkcja seryjna – czas, liczba sztuk, zautomatyzowane systemy wytwarzania – wskaźniki pośrednie
Ø Losowy charakter zużycia i trwałość ostrza – zdefiniować, podać wzory
Zużycie ostrza jest wielkością losowa, to znaczy ze kolejne ostrza pracujące w tych samych warunkach skrawania zużywają się nieco inaczej i ulegają stępieniu po rożnym czasie. Liczne występowanie przedwczesnych, zwłaszcza katastroficznych stepie ostrza, prowadzące do niesymetryczności rozkładu świadczy o źle dobranych warunkach pracy.
Współczynnik zmienności Vt=Fit/Tsred. Jest ważna miara jakości narzędzi i dobru warunków skrawania. Dla właściwych warunków nie większy niż 0.15
Ø Niezawodny okres trwałości ostrza - zdefiniować, podać wzory
Jest to taki założony czas, przed upływem którego nie występowało stępienie ostrza(z pewnym prawdopodobieństwem).
Oznaczamy Talfa/2, gdzie (1-alfa)=prawdopodobieństwo ze nie ulegnie zniszczeniu przed upływem czasu Talfa/2. Talfa/2=Tsred-zalfa*Fi t gdzie Fit-odchylenie standardowe okresu trwałości ostrza, zalfa – kwantyl rzedu alfa rozkładu normalnego, Tsred sredni okres trwałości ostrza.
Ø Określanie końca trwałości ostrza
o laboratorium-określona wartość wybranego wskaźnika bezpośredniego zużycia lub kombinacja takich wartości, mikroskop;
o prod jednostkowa – człowiek sprawdza, może to być kolor i kształt wióra, piski narzędzia, stan powierzchni, doświadcz operatora;
o prod seryjna – czas, liczba sztuk, zautomatyzowane systemy wytwarzania – wskaźniki pośrednie: drgania i Halas, siła skrawania, emisja akustyczna,
Ø Zależność T(vc) – wyprowadzić wzór Taylora
Ø Zależność T(Vc,ap,f) – okresowa prędkość skrawania
Ø Dobor parametrow skrawania
Ø Zadania układów AUMON
· Diagnozowanie stanu narzędzi skrawających w tym:
-wykrywanie KSO;
-diagnostyka zużycia ostrza (wykrywanie końca okresu trwałości)**
· wykrywanie nadmiernych drgań
· wykrywanie kolizji
· inne (np. diagnostyka postaci wióra, wykrywanie narostu, powstawanie zadziorów, wykrywanie brakującego narzędzia lub przedmiotu
Ø Co to jest kolizja, jej przyczyny i skutki
Kolizja jest to niepożądane zderzenie zespołów obrabiarki, narzędzia lub przedmiotu spowodowane ich wzajemnymi przemieszczeniami.
· Przyczyny powstawania kolizji:
-błędy w programie NC
-błędy w obsłudze
-nieprawidłowe wprowadzenie wymiaru narzędzia
-awaria układu sterowania NC
-ustawienie i zerowanie obrabiarki
-nieprawidłowe wymiary przygotówki.
Około 70% wszystkich kolizji spowodowane jest przez błąd człowieka. Skutkiem może być zniszczone narzędzie lub przedmiot obrabiany a także czasem np. imak narzędziowy
Ø Struktura logiczna układu nadzoru narzędzia i PS
Ø Struktura sprzetowa układu nadzoru narzędzia i PS
Ø Diagnostyka stanu narzędzia metodami bezpośrednimi
Do pomiaru metoda dotykowa używamy sondy narzędziowej. W ITM PW została opracowana sonda do pomiaru zarówno położenia jak i zużycia narzędzia. Narzędzie robi najazd na czujnik LVDT na sprężynie, co powoduje dokładny pomiar czubka narzędzia(możemy Mierzyc jego skrócenie). Do pomiaru metoda optyczna może posłużyć nam laser np. przy frezowaniu do wyłapywania wyłamanego freza. Innym przykładem jest zastosowanie kamery do pomiaru wierteł. Do pomiaru metoda indukcyjna sluzy nam cewka. Możemy sprawdzac nia, czy wiertlo jest zlamane.
Ø Zależność sil skrawania od zużycia ostrza
Aby prawidłowo monitorować stan zużycia ostrza przy pomiarze sil skrawania należy wybrać sygnały tych sil, które najbardziej odzwierciedlają stan ostrza. Możliwe są warianty:
o siła posuwowa (najbardziej skorelowana ze zużyciem ostrza)
o stosunek siły posuwowej do siły głównej Ff/Fc(stosując taki stosunek możemy zredukować wpływ przypadkowej zmiany głębokości warstwy skrawanej z uwagi na mała wrażliwość siły Fc na zużycie ostrza, ale dość silnie powiązana z parametrami skrawania)
o stosunek sumy sil posuwowej i odporowej do siły głównej (ff+fp/fc) przy czym dodatkowe zastosowanie siły odporowej Fp daje dokładniejsze rezultaty z uwagi na jej wrażliwość na zużycie ostrza
Ø Wpływ KSO na przebieg sil przy frezowaniu
Gdy nastąpi KSO podczas frezowania nie zniszczą się jednocześnie wszystkie ostrza. Będziemy obserwowali wzrost sil skrawania na tych ostrzach, które są zużyte, a inne będą działały prawidłowo.
Ø Przebieg sil skrawania przy wykruszeniu ostrza
Przy wykruszeniu nastąpi gwałtowny wzrost siły posuwowej Ff i odporowej(trochę mniej wrażliwa na wykruszenie). Związane jest to, z nagłą strata ostrości ostrza. Siła główna często jest niezmienna lub może minimalnie rosnąć.
Ø Przebieg sil skrawania przy wyłamaniu ostrza
Podczas wyłamania następuje gwałtowny spadek siły odporowej Fp oraz posuwowej Ff. Jest to spowodowane skróceniem narzędzia i gorszym ,,stykiem’’ z przedmiotem obrabianym . Siła główna prawie się nie zmienia.
Ø Emisja akustyczna – co to jest, jej źródła w PS (Procesie Skrawania)
Emisja akustyczna to zanikająca fala sprężysta, będąca efektem gwałtownego wyzwolenia energii nagromadzonej w materiale przez propagujące mikro uszkodzenia (wzrost mikro szczelin, dyslokacje) w materiale.
Jej źródła PS to:
o ścinanie i plastyczna deformacja materiału obrabianego
o pękanie materiału obrabianego i narzędzia
o tarcie pomiędzy materiałem obrabianym , narzędziem i wiórem
o uderzenia i pękanie wiórów
Ø Przebieg AE w trakcje wybuchu
W trakcje wybuchu amplituda sygnału akustycznego gwałtownie skacze. Po chwili stopniowo spada(zanika). Jej przebieg jest tożsamy z przebiegiem zanikająca fala sprężystej.
Ø Zastosowanie AE przy mikroobróbkach
...
slimalke