Hőkezelt acélok forgácsolhatósági vizsgálata

BUDAPESTI MŰSZAKI FŐISKOLA BÁNKI DONÁT GÉPÉSZMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR

Hőkezelt acélok forgácsolhatósági vizsgálata Tudományos Diákköri Konferencia Dolgozat

Készítették:

Lindwurm Ádám NGC III/9 Magyar Gergely NGC III/4

Konzulensek: dr. Sipos Sándor főiskolai docens, Hervay Péter főiskolai adjunktus Biró Szabolcs tanszéki mérnök

Budapest, 2004.

Bevezető

A 2004. évi nyári szakmai gyakorlatot a Budapesti Műszaki Főiskola Bánki Donát Gépészmérnöki Főiskolai Kar Gépgyártástechnológiai Tanszékének gépműhelyében töltöttük, azzal a nem titkolt szándékkal, hogy majdani TDK munkánkat előkészítsük. Feladatunk különböző hőkezeltségű acélok forgácsolhatósági tulajdonságainak vizsgálata volt. A kísérlet során mértük a forgácsolóerő komponenseit, a forgácsolt felületek érdességeit, a keletkezett forgácsok alakját pedig digitálisan rögzítettük. A dolgozatunkban tisztázzuk a forgácsolhatóság és forgácsolóképesség fogalmát, bemutatjuk a kísérletet, majd a kapott eredményeket kiértékeljük, majd az eredményekből levonjuk a következtetéseket. A mellékletekben találhatóak az egyes kísérletek során keletkezett forgácsalakok képei, az alkalmazott mérőműszerek és a szoftverek kezelőfelületének képei.

-2-

Tartalomjegyzék

1. fejezet: A forgácsolhatóság és forgácsolóképesség fogalma

1.oldal

1.1 A forgácsolóerő mint a forgácsolhatóság kiegészítő jellemzője

2.oldal

1.2 A forgács jellemzői

3.oldal

1.3 A forgácstörésről általában

5.oldal

1.4 A forgácsolt felület érdességének jellemzői

6.oldal

2. fejezet: A kísérleti körülmények bemutatása

7.oldal

2.1 A kísérlet során alkalmazott anyag

7.oldal

2.2 Alkalmazott szerszámgép

7.oldal

2.3 Alkalmazott mérőműszerek

9.oldal

3. fejezet:A klísérleti eredmények kiértékelése

12.oldal

3.1 C45 157HB keménységű anyagra vonatkozó eredmények

12.oldal


16.oldal


19.oldal


22.oldal


25.oldal

4. fejezet: Az eredményekből levonható következtetések

28.oldal

4.1 Fp/Fc arányainak vizsgálata az anyagok keménységének függvényében

28.oldal

4.2 A különböző anyagokon végzett felületi érdesség mérések összehasonlítása

31.oldal

4.3 A keletkezett forgácsok jellemzése

32.oldal

4.4 Az empirikus hatványfüggvények összehasonlítása

33.oldal

4.5 Forgácsolhatósági index (MR)

34.oldal

Irodalomjegyzék

35.oldal

Mellékletek

36.oldal

-3-

1. A forgácsolhatóság és forgácsolóképesség fogalma

A forgácsolhatóság fogalmán különböző fogalmakat és tényezőket szoktunk érteni. Nagyoláskor például azt vesszük számításba, hogy az adott (többnyire nagy) ráhagyást milyen sebességgel és teljesítményigénnyel tudjuk leválasztani. Automatizált (CNC) gépeknél ilyen esetekben hozzávesszük a forgács típusát, daraboltságát és a művelet költségeit is. Simító forgácsoláskor természetesen a termelés minőségi tényezői kerülnek előtérbe: a pontos tűrések tarthatósága (melyekért a forgácsoló erőkomponensek felelnek), illetve a felületi mikrogeometria (az érdesség és hullámosság) különböző paraméterei. A forgácsolhatóság a munkadarab anyagának komplex jellemzője, amely n meghatározott körülmények között a o forgácsolási folyamat közbeni viselkedésének és a pforgácsolással elért minőségének megítélésére és minősítésére szolgál [1]. A forgácsolhatóságok leginkább befolyásoló tényezők az alapanyag, az előgyártás módja, a technológia és a hőkezelés. Az erről készített ok-okozati (Ishikawa) diagram az 1.1. ábrán látható.

1.1 ábra. A forgácsolhatóságot befolyásoló tényezők rendszere [2] A forgácsolhatóság jellemzésére (minősítésére) többféle tényezőt használunk. Ezek attól függenek, hogy a forgácsolás rövidtávú (1 – 2 perces), vagy pedig huzamosabb (például a szerszám teljes eléletlenedéséig tartó folyamatnak a) megítélésre szolgálnak.

-4-

A pillanatnyi forgácsolhatóság a forgács daraboltságával, a pillanatnyi forgácsolóerő fellépésével, és a pillanatnyilag előállított felület érdességével jellemezhető. A rövidtávú (heurisztikus, fenomenológikus, triviális) megítélés szerint „jól forgácsolható az az anyag, amelyiknél a forgács daraboltsága kedvező, a leválasztó erő és a felületi érdesség pedig kicsiny”. A huzamosabb ideig végzett forgácsoláskor egyéb tényezőket is számításba kell vennünk. A forgácsolhatóságba ilyenkor a szerszámra gyakorolt hatást is beleértjük, és azt vizsgáljuk, hogy a kopás milyen gyorsan megy végbe. Ilyen szempontból jól forgácsolható az a darab, amelyik kevésbé koptatja a szerszámot, ezért nagy éltartamot érhetünk el vele. Fontos arról is meggyőződni, hogy a szerszám elhasználódási folyamatát nem kíséri-e drasztikus érdességromlás vagy erőnövekedés [3, 4]. A forgácsolhatóságot fő- és kiegészítő jellemzőkre szokás osztani [5]. A fő jellemzők közé a kopás (formája, mértéke, intenzitása, jellegzetességei) és az éltartam (időben, hosszban vagy térfogatban kifejezve) tartoznak. Azért ezeket tekintjük a legfontosabbaknak, mert ezek közvetlenül kapcsolatba hozhatók a művelet költségeivel, produktivitásával és termelékenységével. A forgácsolhatóság kiegészítő jellemzői az erő-, nyomaték- és teljesítményigény, a forgácsolás energetikai folyamatai (hőhatás, energiaigény és annak abszolút és fajlagos értéke stb.), a keletkező forgács alakja, mérete, alakváltozása, a forgácsolt felület minősége (azaz mikrogeometriája és rétegtulajdonaságai) stb.

1.1 A forgácsolóerő mint a forgácsolhatóság kiegészítő jellemzője A forgácsképződést – egyéb feltételek teljesülése esetén - a szükséges erőhatások indítják meg. A forgácsolóerőt befolyásoló tényezőket 4 csoportra szokás osztani: a munkadarab jellemzői, a forgácsolási adatai, a szerszám kialakítása és egyéb befolyásoló tényezők (kopás, hűtő-kenő folyadék alkalmazása, stb.). Az ötvözetlen szerkezeti acélok forgácsolhatóságát befolyásoló munkadarab jellemzők az alábbiak (v.ö. 1.1. ábra): széntartalom, az adalékolt (a forgácsolhatóságot javító) anyagok milyensége és mennyisége [8, 9], az esetlegesen alkalmazott hőkezelések (pl. lágyító, szívósságfokozó stb.) milyensége, a kezeléssel létrehozott anyag szívóssága, keménysége, szövetszerkezeti állapota, az előgyártmány milyensége (kovácsolás, hengerlés, sajtolás stb.). A vizsgálatok szerint [12] az ötvözetlen és a (krómmal) kissé ötvözött szerkezeti acéloknál a széntartalom (C, %) és a forgácsolóerő fajlagos főértéke (kc1.1 , N/mm2 ) közötti kapcsolatot +- 5%-os pontossággal írja le a következő kifejezés: ⎡ N ⎤ k c1.1 = 1450 + 300 ⋅ C [%] ⎢ 2 ⎣ mm ⎥⎦ -5-

A vizsgálatba vont 110 féle ötvözetlen és a (krómmal) kissé ötvözött szerkezeti acél között jól forgácsolható automata acél épp úgy van, mint 20 – 30 % nyúlással rendelkező. Így érthető az, hogy a szilárdság és a forgácsolóerő fajlagos főértéke között csak nagyon laza korrelációs kapcsolat van. Különösen igaz ez az 1%-nál kevesebb krómot tartalmazó acélokra vonatkozóan. Kötött forgácsolás körülményei között az erőkomponensek szokásos arányát, azaz az Fc : Fp : Ff = 1 : (0,3 – 0,6) : (0,1 – 0,2) relációt nemcsak a forgácskeresztmetszet, hanem a megmunkálás jellege (nagyolás, simítás), a szerszámgeometria (κr, rε ), sőt a munkarab keménysége (HB) is befolyásolja. A pontosságra az Fp passzív erő hat a legjobban, ezért nem mindegy, hogy milyen értéket ér el nagysága. A forgácsolóerő fő komponense a teljesítményigényért felelős, ezért a kísérleteknél alkalmazott háromkomponenses erőmérést ennek figyelembevételével célszerű megtervezni és végezni.

Fajlagos forgácsolóerõ fõértéke, kc1.1, N/mm2

1800

1600

y = 0,364x + 1312,1 R2 = 0,2957

1400 Adatsor1 1200

y = 0,1689x + 1435,7

Adatsor2

R2 = 0,0274

Lineáris (Adatsor1) Lineáris (Adatsor2) 1000 200

300

400

500

600

700

800

900

Szakítószilárdság, Rm , MPa

1.2 ábra. A szakítószilárdság és a fajlagos forgácsolóerő összefüggése [6] (Adatsor 1 – ötvözetlen acél; adatsor2 – kis krómtartalmú acél)

1.2 A forgács jellemzői Az utóbbi években egyre elterjedtebben alkalmazzák a félautomatikus és numerikusvezérlésű szerszámgépeket. Ezek gazdaságos működtetése kiváló forgácsolóképességű szerszámokkal rentábilis, amelyek nagy forgácsolósebességen, folyóforgács keletkezése közben dolgoznak. A forgácsolhatóságra optimalizált acélok általában kis karbontartalmúak, csillapítatlanok, melyekben hosszan elnyúlt zárványcsíkokat hoznak létre, melyek megtörik a forgács folyamatosságát, sőt egyes típusaik még a kést is kenik. Régebben a zárványok létrehozásához az acélban kevéssé oldódó ólmot permeteztek, melyek soros jellegű fémes zárványcsíkokat hoztak létre az alakítás, -6-

illetve a húzás irányába. Ma kerülik az ólommal való ötvözött automata acélok használatát, mert a környezetre és az egészségre káros hatással vannak. Kifejlesztették a kénnel való ötvözés technológiáját. Ma már ez a legnagyobb mennyiségben gyártott forgácsolásra optimalizált acél jellemző ötvözője. A kénnel való ötvözés maga után vonja a vöröstörékenység kialakulásának veszélyét, ami azt jelenti, hogy a vasszulfid a melegalakítás hőmérséklete felett olyan kristályhatármenti olvadt fázist alkot, amely lehetetlenné teszi a hengerlést, illetve forgácsolást. Az acélok csillapításához leginkább sziliciumot használnak, de emellett gyakoriak még a szelénnel, tellurral, kalciummal csillapított acélok is. A szokásosan megengedett kénmennyiséget 0,035%-ban állapították meg, és a legtöbb acélban van annyi mangán, hogy a ként mangánszulfid alakjában megkösse. A szulfidzárványok akkor javítják legnagyobb mértékben a forgácsolhatóságot, ha vastagabb és rövidebb zárványok képződnek. A forgácsolhatóság javítása érdekében sok nemesacélnál végeznek célhőkezelést, például szándékosan eldurvított perlites szövetet hoznak létre. Tömegtermelés esetén alkalmaznak dezoxidálást is, melynél a dezoxidációs termékek a kés élén felrakódást képezve növelik annak élettartamát. [11] Igen nagy szerep jut a forgácsmanipulációnak, amelyen a forgács hosszanti (törés) vagy vastagságirányú (osztás) feldarabolását és megfelelő irányba történő terelését kell érteni. A sebesség-fogás-előtolás adathármas hatását törési diagramokban szokás ábrázolni. A különböző körülmények között leválasztott forgácsok 1 … 5 osztályzatok közé eső minősítéssel lehetségesek: a legkedvezetlenebb (kuszált, össze-visszatekeredő, balesetveszélyes forgácsalak az „1”, a legjobban kezelhető alak pedig „5” osztályzatot ér el. Az 1.3. ábra acélok forgácsolásokor keletkező jellegzetes alakokat mutat.

1.3 ábra Jellemző forgácsalakok a fogás és az előtolás függvényében [7] A karbontartalom növekedése illetve az acél keménységének fokozódása egyértelmű változást idéz elő a forgács alakjában: minden adatkombináció esetén hamarabb alakulnak ki a kedvezőnek tartott rövid, hengeres spirál illetőleg a „C”, „G” és „3” alakú forgácsok.[3] -7-

1.3 A forgácstörésről általában A forgácstörés bekövetkezhet önmagától amikor a homlokfelület hajlítja a forgácsot, és az feldarabolódik. A forgácstörő hornyok kialakításához az a felismerés tartozott, hogy észrevették , ahogy növekszik a kráterkopás, úgy lesz töredezettebb forgács a kezdeti folyóforgácsból. A forgácstörést kétféleképpen lehet megvalósítani: forgácstörő horonnyal és forgácstörő lépcsővel.[7]

A keletkező forgács alakját befolyásoló tényezők: - a munkadarab anyaga: Képlékeny, szívós anyagot forgácsolva leginkább folyóforgácsot lehet leválasztani, míg ridegebb, keményebb anyagnál töredezett elemi forgács keletkezik. - A forgácsolás paraméterei: A leginkább befolyásoló tényezők: a fogásmélység, az előtolás és a forgácsolósebesség.

Kísérletünk célja volt a munkadarab anyagának és a forgácsolás paramétereinek egymáshoz fűződő kapcsolatainak és hatásainak vizsgálata, ezért ezekről a dolgozatban részletesen lesz szó. (lásd 3. fejezet) - A szerszám anyaga. A technológiai fejlődéssel egyetemben egyre magasabb forgácsolósebesség érhető el. - A szerszámgép-rendszer dinamikus és statikus viselkedése. A forgácsolósebesség növelésével intenzívebb lesz a rendszer rezgése, ami befolyással lehet a keletkező forgácsra. - A forgácstörők kialakítása, pl.: a forgácstörő horony szöge. - A szerszám élgeometriája. Minél nagyobb a homlokszög, annál inkább kedvez a folyóforgács kialakulásának. Itt fontos megemlíteni a szerszám kopásának mértékét is, mert ahogy növekszik a kopás úgy csökken a forgács terjedelme.

-8-

A forgács méreteit leginkább a főél elhelyezkedési szöge befolyásolja. Ha ez a szög (κr ) kisebb, akkor elnyúltabb, keskenyebb forgács keletkezik, ha nagyobb akkor tömörebb a leválasztott forgács. A keletkezett forgács szélessége meghatározható a következő képlettel: b=a/sinκr (mm) A keletkezett forgács vastagsága h=f ·sinκr (mm) - A forgácsolás alatt alkalmaznak-e hűtő-kenő folyadékot. Ennek alkalmazásakor csökkenhető a súrlódás a kés ( lapka ), és a forgács között. [9] Mindezekből megállapítható, hogy a forgácsolás fő jellemzőit csak hosszantartó, költséges úton lehet meghatározni.

1.4 A forgácsolt felület érdességének jellemzői

Általános megfigyelés az, hogy az ötvözetlen szerkezeti acélok karbontartalmának, keménységének vagy szilárdságának növelése kedvező hatással van a megmunkált felület mikrogeometriájára. Ennek magyarázata elsősorban abban keresendő, hogy a keményebb szövetelemek (illetőleg a lemezes perlittartalom százalékos arányának növekedése esetén) kevésbé kenődnek, szemcséik nehezebben tépődnek ki.

-9-

2. A kísérleti körülmények bemutatása 2.1 A kísérlet során alkalmazott anyag A vizsgált acél: C45 nemesíthető, ötvözetlen szerkezeti acél. Hőkezelés előtt a felületi oxidréteget és a méretpontatlanságot nagyoló esztergálással eltávolítottuk. Az előkészítés után 5 darab, egyenként ø100x300 mm hengert kaptunk, melyeket a HTV Horszt kft. hőkezelő üzemébe szállítottunk el. A cél olyan hőkezelési technológia alkalmazása volt, mely a keménység lépcsőzetes növekedését eredményezte. A mért eredmények növekvő keménységi sorrendben a következők: HB157, HB207, HB249, HB285, HB329. A keménységmérést a hőkezelő üzemben végezték. Hőkezelések: HB157-es anyag: Edzés 860 oC-on olajban, majd megeresztés 720 oC. HB207-es anyag: Edzés 860 oC-on olajban, majd megeresztés 640 oC. HB249-es anyag: Edzés 860 oC-on olajban, majd megeresztés 620 oC. HB285-ös anyag: Edzés 860 oC-on olajban, majd megeresztés 600 oC. HB329-es anyag: Edzés 860 oC-on olajban, majd megeresztés 560 oC.

2.2 Az alkalmazott szerszámgép A forgácsolási kísérleteket a Gépgyártástechnológiai Tanszék földszinti nagyműhelyében található SU50/1500 típusú cseh gyártmányú, fokozatnélküli hajtással ellátott esztergagépen végeztük. A gép szilárdsági, merevségi, pontossági állapota megfelelőnek tekinthető. Az esztergagép fokozatnélküli hajtással rendelkezik, ezáltal a változó keresztmetszetű munkadarabok (különböző fogásmélységeknél is) állandó forgácsolósebességét tartani tudjuk. Kísérletünk során a forgácsolósebesség állandó értéke 200 m/min volt. A szerszámgépre minden esetben forgócsúccsal megtámasztva, központosítva fogtuk be a munkadarabokat.

- 10 -

A szerszám ismertetése: A vizsgálathoz használt lapka adatai: Gyártó: Alak: Méret: Forgácstörő: Anyag:

Taegutec CNMG 120408 MP TT5100

A vizsgálathoz használt késtartó: PCLNR2020K12 A lapkákat a gyártó leginkább készreesztergálási műveletekhez ajánlja (2.1. ábra), javasolt fogásmélység 1,5 - 5,5 mm között az előtolás pedig 0,2- 0,7 mm-ig. [10]

2.1 ábra A CNMG 120408 MP TT5100 szerszám forgácsolási tartománya

- 11 -

A 2.2 ábrán az általunk használt Taegutec lapka nagyított képe látható.

2.2 ábra A szerszám képe 10x-es nagyításban Kísérleteinkben 0.5 , 1.0 , 1,5 , 2.0 és 3.0 mm-es fogásmélységekkel, illetve 0.1, 0.15, 0.2, 0.25 és 0.3 mm-es előtolás értékekkel dolgoztunk. Ezeket az értékeket egymással kombináltuk, így 5x5=25 különböző mérést végeztünk el minden egyes munkadarabon. A vizsgálat során egy értékpárral 10 mm-es szakaszokat készítettünk. Először a legnagyobb fogásmélységgel és előtolással kezdtünk, majd fokozatosan haladtunk a kisebb értékek felé. Mivel a munkadarabok egyenként 300 mm hosszúak voltak, így a 25 felület megesztergálása után maradt elég hely az esetleges ismétlésekhez is.

2.3 Az alkalmazott mérőműszerek: A késtartót KISTLER gyártmányú erőmérő cellára (2.3 ábra) szereltük fel. Ezzel a mérőrendszerrel képesek voltunk a forgácsolás közben fellépő erők három komponensét mérni: a főforgácsolóerőt, az előtolásirányú erőt és a passzív erőt. A mérőcella piezoelektromos elven működő kristályokkal van ellátva. Minden beállításnál 2000 Hz mintavételezési frekvenciát alkalmaztunk, így a számítógép által kirajzolt diagramokon megfigyelhettük a gép rezgéseit is ( 2.4 ábra). [8] A kísérleteket szárazon, hűtő-kenő folyadék nélkül végeztük.

- 12 -

2.3 ábra KISTLER mérőfej

2.4 ábra Számítógépes adatrögzítés A forgácsolt felület érdességét a Mahr cég Perthometer PRK típusú mérőműszerével vizsgáltuk (2.5 ábra). A méréshez induktív elven működő mérőfej átalakítót használtunk, melybe FRW -750 gyémánthegyű mérőtapintót (2.6 ábra) helyeztünk. Az eredményeket a készülékhez mellékelt szoftverrel értékeltük. A munkadarabokon az esztergált sávokat négyszer mértük meg, mégpedig a keresztmetszet ellentétes pontjain. A szoftver ezeket átlagolta és így kaptuk meg a felület mikrogeometriáját jellemző érdességi paramétereket: A profil:

-maximális csúcsmagasságát (Rp) -völgymélységét (Rv) -magasságát (Rz) -átlagos felületi érdességét (Ra ).

- 13 -

2.5 ábra Perthometer PRK típusú mérőműszer

2.6 ábra Tapintócsúcs garnitúra

- 14 -

3. A kísérleti eredmények kiértékelése 3.1 C45 157HB keménységű anyagra vonatkozó eredmények

A főforgácsolóerő diagramján megfigyelhető, hogy a főforgácsolóerő a fogásmélység és az előtolás növelésével kb. azonos emelkedést mutat. Az empirikus modellek kevésbé alapulnak a forgácsolási folyamat megértésén, egzakt leírásán, sokkal inkább a gyakorlati tapasztalatokon, megfigyeléseken. Az empirikus modellek forgácsolási kísérletekre támaszkodnak, legtöbbször úgy, hogy a modellalkotók elvégeznek egy kísérletsorozatot, majd a mérési adatokat valamilyen függvény segítségével interpolálják. Ebből következik, hogy az empirikus modellek csak a mérési tartományban alkalmazhatóak, általában jó interpolációs, de rossz extrapolációs tulajdonsággal rendelkeznek. [10.] Az eredményekből meghatároztuk a közép- és kelet európai országokban használatos empirikus hatványfüggvényt, amihez a konzulensünktől kapott speciális szoftvert használtuk. (A számítógépes futtatások a mellékletben találhatók.)

Fc = 2528 ⋅ a 0,986222 ⋅ f 0,826413 [N ]

ahol: • a szórás ±77N • a korreláció 0,994 • a szorosság 0,98

A közölt modell igen jó egyezést mutat a szakirodalmi adatokkal [9].

Fc - főforgácsolóerő alakulása a=0,5 3500 3000

Fc (N)

2500

a=1,0 a=1,5 a=2,0 a=3,0

2000 1500 1000 500 0 0,05

0,10

0,15

f [mm]

- 15 -

0,20

0,25

0,30

Az alábbi diagramokon a passzív forgácsolóerő fogásmélységtől ill. előtolástól való függését vizsgáljuk. A diagramokból egyértelműen szembetűnik, hogy a passzív erő nagyságát a fogásmélység lényegesen erősebben befolyásolja mint az előtolás, amire az empirikus hatványfüggvény kitevői is utalnak. Kis fogásmélység értékeknél az előtolás növelése gyakorlatilag nem változtatja a passzív forgácsolási erő nagyságát. A passzív erő fogásvétel irányú terhelést ad a munkadarabnak, ami a méretpontosságra gyakorolhat jelentősebb hatást, különösen hosszú és karcsú munkadarabok esetén. Fp - passzív forgácsolóerő alakulása

1600

a=0,5

1400

a=1,0

1600

f=0,10

1400

f=0,15 f=0,20

1200

a=1,5

1200

1000

a=2,0

1000

800

a=3,0

Fp (N)

Fp [N]

Fp - passzív forgácsoló erő a fogásmélység függvényében

1

600

f=0,30

600

400

400

200

200

0

f=0,25

800

0

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,0

0,5

f [mm]

1,0

1,5

2,0

a [mm]

Az Fp diagramhoz tartozó empirikus hatványfüggvény:

Fp = 579,4 ⋅ a

1, 2405

⋅f

0 , 496318

[N ]


Ff - forgácsolóerő alakulása

Ff [N]

700

a=0,5

600

a=1,0

500

a=1,5

400

a=2,0 a=3,0

300 200 100 0 0,05

0,10

0,15

f [m m ]

0,20

0,25

Az Ff diagramhoz tartozó empirikus hatványfüggvény: F f = 887,2 ⋅ a 0,3714 ⋅ f

0 , 744091

[N ] - 16 -

0,30

2,5

3,0

3,5

Az Fp / Fc értékek összehasonlítása a forgácsolási adatok függvényében jól mutatja, hogy az Fp / Fc arány a fogásmélység növelésével növekedést, az előtolási értékek növelésével viszont egyértelmű csökkenést mutat (különösen a simító esztergáláshoz köthető tartományokban). Ez az Fc és Fp függvények diagramjaiból következik, ahol megjegyeztük, hogy kis fogásmélység értékeknél az előtolás növelése gyakorlatilag nem változtatja a passzív forgácsolási erő nagyságát.

Fp/Fc - fogásmélység függvényében

Fp/Fc - előtolás függvényében

0,6000

0,6000

0,5500

0,5500

0,5000

0,5000 0,4500 f=0,10

0,4000

Fp/Fc

Fp/Fc

0,4500 f=0,15

0,3500

0,3500

f=0,20

0,3000

f=0,25

0,2500

f=0,30

0,4000

0,3000 0,2500

a=0,5 a=1,0 a=1,5 a=2,0 a=3,0

0,2000

0,2000 0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0,05

3,5

0,10

a [mm]

0,15

0,20

0,25

0,30

f [mm]

Az átlagos érdesség diagramból jól kivehető, hogy a fogásmélység gyakorlatilag nincs hatással a felületi érdességre, bár a=3,0 mm (fogásmélységnél) egy kis bizonytalanság tapasztalható. Ez betudható a nagy fogás és kis előtolás miatt kialakult esetleges rezgéseknek. Az előtolást növelve a felületi érdesség monoton növekedést mutat, ahogy erre számítani is lehetett. A kísérletből kimutatható, hogy az előtolás változtatásával könnyen előre meghatározható a felületi érdesség. Az előtolást háromszorosára (f=0,1-ről 0,3-ra) növelve az átlagos felületi érdesség körülbelül négyszeresére növekszik.

Felületi érdesség Ra

5,00

Ra [ym]

4,50

a=0,5 a=1,0

4,00

a=1,5

3,50

a=2,0

3,00

a=3,0

2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 0,05

0,10

0,15

0,20 f [mm]

- 17 -

0,25

0,30

0,35

A forgácstabló nagyobb felbontásban a mellékletekben szerepel ( ):

3.1 ábra HB157 keménységű anyag forgácstablójának kicsinyített képe HB157-es keménységű anyagról leválasztott forgácsok osztályozása: a/f

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,5

1

1

2

2

2

1,0

2

3

3

3

5

1,5

3

4

5

5

3

2,0

4

4

5

5

4

3,0

5

4

4

3

3

A továbbiakban a dolgozat terjedelme miatt az eredményeket nem elemezzük ilyen részletességgel, de az esetleges eltérésekre mindig kitérünk. - 18 -


A főforgácsolóerő diagramja nem sok változást mutat az előző keménységhez képest. Jellegét tekintve ugyanolyan, lényeges erőnövekedés nem figyelhető meg.

Fc - főforgácsolóerő alakulása

Fc [N]

3500

a=0,5

3000

a=1,0

2500

a=1,5

2000

a=2,0 a=3,0

1500 1000 500 0 0,05

0,10

0,15

f [mm]

0,20

0,25

0,30

Az Fc-re megállapított empirikus hatványfüggvény:

Fc = 2920 ⋅ a

0 ,8839

⋅f

0 ,8357

[N ]


Sem a passzív forgácsoló erőnél, sem a fogásvétel irányú forgácsoló erőnél nem tapasztalható jelentős változás, így a diagramokat nem közöljük, csak a regresszióval meghatározott empirikus erőképleteket.

Fp = 681 ⋅ a1, 0644 ⋅ f 0,5221 [N ]


F f = 873 ⋅ a 0,3255 ⋅ f 0,7129 [N ]


- 19 -

Az alábbi diagramon a passzív forgácsoló erő és a főforgácsolóerő arányának fogásmélységtől való függését vizsgáljuk.Az értékek kezdetben növekedést mutatnak majd aszimptota szerűen egy maximális értékhez simulnak.

Fp/Fc - fogásmélység függvényében 0,6 0,55 0,5

Fp/Fc

0,45 0,4

f =0,10

0,35

f =0,15 f =0,20

0,3

f =0,25

0,25 0,2 0,00

f =0,30

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

a [m m ]

A HB207-es keménységű anyagról leválasztott forgácsok osztályozása:

a/f

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,5

1

2

2

2

2

1,0

2

3

4

4

5

1,5

3

4

5

5

3

2,0

4

4

5

5

4

3,0

5

4

4

3

3

- 20 -

A felületi érdesség parabolikus növekedést mutat az előtolás növelésével. Itt már nem tapasztalható a különféle fogások beállításakor a HB157 keménységnél megfigyelt szórás. Az a=3 mm-es fogásmélységű vizsgálatot leszámítva nagyon hasonló felületi érdesség-értékeket mértünk a különböző előtolásoknál. Növelve az előtolást a felületi érdesség monoton növekedést mutat, ahogy erre számítani is lehetett.

Felületi érdesség Ra 6 a=0,5

5

a=1,0 a=1,5

Ra [ym]

4

a=2,0 a=3,0

3 2 1 0 0,05

0,10

0,15

0,20 f [mm]

- 21 -

0,25

0,30

0,35

3.3 C45 249HB keménységű anyagra vonatkozó eredmények Fc - főforgácsolóerő alakulása a=0,5

3500

a=1,0

3000

a=1,5

Fc [N]

2500

a=2,0

2000

a=3,0

1500 1000 500 0 0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

f [m m ]

A főforgácsoló erő empirikus hatványfüggvénye:

Fc = 2725 ⋅ a 0,8371 ⋅ f 0, 77481 [N ]


Megállapítható, hogy HB157…HB249 keménységtartományban a fogásmélység és az előtolás kitevője egyre csökkenő tendenciát mutat. Fp - passzív forgácsolóerő alakulása

Fp - passz ív forgácsoló erő a fogásmélység függv ényében

1600

1600

1400

1400 f= 0,10

1200

f= 0,15

1000

1000

f= 0,20

800

Fp [N]

Fp (N)

1200

f= 0,25

600

f= 0,30

a=0,5 a=1,0 a=1,5 a=2,0 a=3,0

800 600

400

400

200

200 0

0 0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

0,05

0,10

0,15

0,20 f [mm]

a [mm]

A passzív forgácsoló erő empirikus hatványfüggvénye:

Fp = 638 ⋅ a 0,9778 ⋅ f 0, 4435 [N ]

- 22 -


0,25

0,30

Ff - forgácsolóerő alakulása

Ff - előtoló forgácsoló erő a fogásmélység függvényében

800

700

f=0,10

600

700

a=0,5

600

a=1,5 a=2,0

400

f=0,30

500

a=3,0

300

400

200

300

100

200

0 0,05

f=0,25

Fp

Fc [N]

500

f=0,15 f=0,20

a=1,0

100 0,10

0,15

f [mm]

0,20

0,25

0,30

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

a [mm]

Az Ff diagramhoz tartozó empirikus hatványfüggvény:

F f = 950 ⋅ a 0, 2285 ⋅ f 0,6503 [N ]


A passzív erő és a főforgácsolóerő hányadosának alakulása az előtolás és a fogásmélység függvényében a következő diagramokon látható.

F p/ F c - előtolás függvényében

Fp/Fc - előtoló forgácsoló erő a fogásmélység függv ényében

0,5500

0,65

0,5000

0,6

0,4500

0,55

0,4000

a=0,5

0,3500

a=1,0

0,3000 0,2500

0,4 0,35

0,10

f=0,20 f=0,25 f=0,30

0,45

a=1,5

a=3,0

f=0,15

0,5

a=2,0

0,3

0,2000 0,05

f=0,10

0,7

Fp/Fc

Fp/F c

0,6000

0,15

0,20

0,25

0,25

0,30

0

f [mm]

0,5

1

1,5 a [mm]

- 23 -

2

2,5

3

3,5

HB249-es keménységnél elvégezve a felületi érdesség vizsgálatot látható, hogy kis előtolásnál még a 3mm-es fogásmélységgel végzett műveletnél kaptuk a legjobb felületi érdességet, bár az összes fogásmélységnél nagyon hasonló eredményt kaptunk. 0,1 mm/fordulatos előtolásnál az eltérés a legjobb és legrosszabb felület között mindössze 2-3 tized mikron volt. Ahogy növeltük az előtolás értékét itt is növekedést mutatott az Ra értéke.

Felületi érdesség Ra 6 a=0,5 a=1,0

5

a=1,5 a=2,0

Ra [ym]

4

a=3,0 3 2 1 0 0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

f [mm]

HB249-es keménységű anyagról leválasztott forgácsok osztályozása:

a/f

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,5

1

1

1

1

1

1,0

1

2

3

4

3

1,5

4

5

4

4

4

2,0

3

5

4

4

4

3,0

1

5

4

4

4

- 24 -

0,35

3.4 C45 285HB keménységű anyagra vonatkozó eredmények Fc - főforgács olóe rő alak ulás a a=0,5

3500

a=1,0

Fc [N]

3000

a=1,5

2500

a=2,0

2000

a=3,0

1500 1000 500 0 0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

f [m m ]

A főforgácsoló erő empirikus hatványfüggvénye:

Fc = 2855 ⋅ a 0,8018 ⋅ f 0, 7354 [N ]


Fp - pas s zív forgács olóe rő alak ulás a

1600 1400

Fp [N]

1200 1000

a=0,5 a=1,0 a=1,5 a=2,0 a=3,0

800 600 400 200 0 0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

f [m m ]

A passzív erő empirikus hatványfüggvénye:

Fp = 782 ⋅ a 0, 7608 ⋅ f 0,3515 [N ]

- 25 -


Ff - forgácsolóerő alakulása 900

a=0,5

800

a=1,0

700

a=1,5

Fc [N]

600 500

a=2,0 a=3,0

400 300 200 100 0 0,05

0,10

0,15

f [mm]

0,20

0,25

0,30

Az előtolás irányú erő diagramjához tartozó empirikus hatványfüggvény:

F f = 1226 ⋅ a 0,9095 ⋅ f 0,5597 [N ]


A passzív és főforgácsolóerő hányadosának alakulása a fogásmélység függvényében.

Fp/Fc - fogásmélység függvényében f=0,10 0,9

f=0,15 f=0,20

0,8

f=0,25

Fp/Fc

0,7

f=0,30

0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,0

0,5

1,0

1,5 a [mm]

- 26 -

2,0

2,5

3,0

3,5

A HB285 keménységű anyagot vizsgálva rosszabb felületi érdességet mértünk 0,5 mm fogásmélység és 0,1 mm előtolás párosításnál, mint arra számítani lehetett. Ahogy növeltük az előtolás-fogásmélység értékeit , úgy távolodott el a 3 mm fogásmélységű Ra érték a többitől. Megfigyelhető, hogy maximálisan kb. ¾ mikronos eltérés mutatható ki egy meghatározott fogásmélységnél.

Ra [ym]

Felületi érdesség Ra

5

a=0,5

4,5

a=1,0

4

a=1,5

3,5

a=2,0

3

a=3,0

2,5 2 1,5 1 0,5 0 0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

f [mm]

HB285 keménységű anyagról leválasztott forgácsok osztályozása:

a/f

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,5

1

1

1

2

2

1,0

1

4

3

2

3

1,5

1

5

5

5

5

2,0

1

5

5

5

4

3,0

1

5

5

4

4

- 27 -


Fc - főforgácsolóerő alakulása

3500 3000

Fc [N]

2500 2000

a=0,5 a=1,0 a=1,5 a=2,0 a=3,0

1500 1000 500 0 0,05

0,10

0,15

f [mm]

0,20

0,25

0,30

Az Fc-re megállapított empirikus hatványfüggvény:

Fc = 2537 ⋅ a 0,8330 ⋅ f 0, 7126 [N ]


Fp - passzív forgácsolóerő alakulása

F [N]

1500

a=0,5 a=1,0

1300

a=1,5

1100

a=2,0

900

a=3,0

700 500 300 100 0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

f [mm]

Az Fp-re megállapított empirikus hatványfüggvény:

Fp = 781 ⋅ a 0, 6928 ⋅ f 0, 2706 [N ]

- 28 -


Ff - forgácsolóerő alakulása a=0,5 900

a=1,0

800

a=1,5 a=2,0

Ff [N]

700

a=3,0

600 500 400 300 200 0,05

0,10

0,15

f [mm]

0,20

0,25

0,30

A diagramhoz tartozó empirikus hatványfüggvény:

F f = 1355 ⋅ a 0,1470 ⋅ f 0, 4915 [N ]


A passzív és főforgácsolóerő hányadosának alakulása a fogásmélység függvényében.

Fp/Fc - fogásmélység függvényében 1

f =0,10 f =0,15

0,9

f =0,20 f =0,25

0,8 Fp/Fc

f =0,30

0,7 0,6 0,5 0,4 0,0

0,5

1,0

1,5 a [m m ]

- 29 -

2,0

2,5

3,0

3,5

A grafikonon jól látszik, hogy a kis előtolás és fogásmélység értékekkel végzett összehasonlításnál alig mérhető különbség. Lényeges észrevétel, hogy a=2 mm fogásnál a legrosszabb a felületi érdesség, a=1 mm fogásnál pedig a legjobb. Ahogy növeljük az előtolás értékét, úgy távolodnak el egymástól az adatok 0,2 mm előtolástól kezdve a legrosszabb felületi minőséget már a 3mm fogásmélységnél kapjuk. Érdekes megfigyelni, hogy kis fogásmélységeknél alig mérhető az érdességben különbség. Felületi érdesség Ra 5

Ra [ym]

4,5

a=0,5 a=1,0

4

a=1,5

3,5

a=2,0

3

a=3,0

2,5 2 1,5 1 0,5 0 0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

f [mm]

HB329 keménységű anyagról leválasztott forgácsok osztályozása:

a/f

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,5

1

1

1

2

2

1,0

1

2

2

2

3

1,5

1

3

3

4

4

2,0

1

5

4

4

4

3,0

1

5

5

4

4

- 30 -

4. Az eredményekből levonható következtetések 4.1 Fp/Fc arányainak vizsgálata az anyagok keménységének függvényében A passzív- és a főforgácsolóerő értékeinek hányadosát vizsgálva a=0,5mm fogásmélység értéknél látható a diagramon, hogy HB157, HB207 és HB249 keménységű anyagoknál 0,25mm-es előtolásnál nagyon alacsony meredekségű egyenest kapunk. Fp/Fc≈0,3-as értéknél egy kis emelkedés megfigyelhető. HB285 és HB329 keménységnél már lényegesen nagyobb Fp/Fc értékeket kapunk, megközelítve a 0,6 értéket. 0,1mm-es előtolásnál a 3 kisebb keménységű anyagnál szintén kevésbé jelentősen nő Fp/Fc értéke, majd HB285nél eléri 0,7-et HB329-nél pedig közel 0,9 ami kedvezőtlen eredmény.

Fp/Fc

Fp/Fc alakulása a=0,5mm-nél 1

f= 0,1

0,8

f=0,25

0,6 0,4 0,2 0 HB157

HB207

HB249

HB285

HB329

Az Fp/Fc értékeit 1mm-es fogásmélységnél megfigyelve hasonló eredményt látunk mint 0,5mm-es fogásmélységnél, csak ez az arány sok esetben 0,1-el meghaladja azt. A kisebb keménységű munkadaraboknál látható egy minimális csökkenés is, majd HB249-től feljebb 0,1mm-es előtolásnál ugrásszerű növekedés látható. HB329-nél Fp/Fc értéke eléri az 1-es számot.

Fp/Fc alakulása a=1mm-nél 1,2

f=0,1

1

f=0,25

Fp/Fc

0,8 0,6 0,4 0,2 0 HB157

HB207

HB249

- 31 -

HB285

HB329

1,5 mm-es fogásmélységnél vizsgálva a passzív- és a főforgácsolóerők értékeit, megállapítható, hogy ahogy növeljük a fogásmélység értékét, úgy csökken az Fp/Fc értéke a kisebb keménységű anyagoknál, tehát HB157-,HB207-és HB249-nél , ettől kezdve a keményebb anyagokig haladva növekszik. HB329 a=2mm-nél Fp/Fc értéke a legnagyobb és 0,1mm előtolás közelében van, értéke: 0,73. A 0,25mm előtolásnál végzett mérési eredmény ennél a fogásmélységnél nem sok eltérést mutat a különböző keménységű anyagoknál. Az Fp/Fc érték 0,4-0,5 körül található.

Fp/Fc

Fp/Fc alakulása a=1,5mm-nél 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

f=0,1 f=0,25

HB157

HB207

HB249

HB285

HB329

4mm-es fogásmélységnél vizsgálva a passzív- és a főforgácsolóerők értékeit, megállapítható, hogy ahogy növeljük a fogásmélység értékét, úgy csökken az Fp/Fc értéke a kisebb keménységű anyagoknál, tehát HB157-,HB207-és HB249nél, ettől kezdve a keményebb anyagokig haladva növekszik. HB329 a=2mm-nél Fp/Fc értéke a legnagyobb és 0,1mm-es előtolás közelében van, értéke: 0,73. A 0,25mm előtolásnál végzett mérési eredmény ennél a fogásmélységnél nem sok eltérést mutat a különböző keménységű anyagoknál. Az Fp/Fc érték 0,4-0,5 körül található. Fp/Fc alakulása a=2mm-nél 0,8 0,7

Fp/Fc

0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

f=0,1 f=0,25

0 HB157

HB207

HB249

- 32 -

HB285

HB329

3mm-es fogásmélységnél megállapítható, hogy ahogy növeljük a vizsgált anyag keménységét, szinte úgy csökken Fp/Fc értéke a nagyobb, tehát a 0,25mm előtolásnál. HB157-es keménységnél az arány kb. 0,5. HB329-nél ez az érték 0,45. 0,1mm előtolásnál Fp/Fc = 0,65, ami lényegesen elmarad a kevésbé kemény anyagokon mért értékektől.

Fp/Fc alakulása a=3mm-nél 0,7 0,6

Fp/Fc

0,5 0,4 0,3 0,2

f=0,1 f=0,25

0,1 0 HB157

HB207

HB249

HB285

HB329

Mind az 5 grafikont megfigyelve látható, hogy a három kisebb fogásmélységnél történt mérésnél a kisebb keménységű anyagoknál kevésbé térnek el egymástól az Fp/Fc értékek, míg a nagyobb keménységűeknél a görbe meredeksége megnő. Megállapítható, hogy ahogy nő a fogásmélység értéke a két vizsgált erő aránya úgy csökken. a=1mm-nél az érték közel egyenlő 1-el, míg a=3mm-nél ez az arány kb. 0,65. (mindezeket 0,1mm előtolásnál nézve. 0,25mm az értékek hozzávetőlegesen 2-3 tizeddel alacsonyabbak)

- 33 -

4.2 A különböző anyagokon végzett felületi érdesség mérések összehasonlítása

Felületi érdesség értékek a=0,5mm-nél f=0,10mm 6,00

f=0.15mm f=0,20mm

Ra (ym)

5,00

f=0,,25mm

4,00

f=0,30mm

3,00 2,00 1,00 0,00 HB157

HB207

HB249

HB285

HB329

Felületi érdesség értékek a=1mm-nél f=0,10mm

6

f=0.15mm

5

f=0,20mm

Ra (ym)

f=0,,25mm

4

f=0,30mm

3 2 1 0 HB157

HB207

HB249

- 34 -

HB285

HB329

4.3 A keletkezett forgácsok jellemzése

A kísérletek során keletkezett forgácsokat összegyűjtöttük, rendszereztük, majd táblázatba foglaltuk. Megállapítható, hogy kis fogásmélységnél ( a=0,5 mm ) keletkezett forgácsok nem minősíthetőek jónak, szinte minden esetben gubancos forgács keletkezett, amely rátekeredett a késre. Az ilyen jelenség könnyen balesetet is okozhat. Ha nem gubancos forgács keletkezett a=0,5 mm-nél, akkor végtelen folyóforgács, amit szintén érdemes kerülni. A fogásmélység értékét f=1mm-re növelve a forgácsalakok javulást mutatnak, főleg ha nagyobb előtolást alkalmazunk. Az általunk használt legkisebb előtolásnál (f=0,1mm) még folyóforgács keletkezett, de növelve az „f” értékét jelentős javulást értünk el. Különösen HB207 és HB249 keménységű anyagnál. Szinte minden esetben a legjobb forgácsalakot a=1,5 és a=2 mm fogásmélység értéknél kaptuk, ahol a forgácsok 4-5 körüli minősítést kaptak, egyetlen kivételtől eltekintve (HB285 keménységű anyagnál rátekeredett a forgács a szerszámra ). Tovább növelve a fogásmélység értékét 3mm-re (a 0,1mm előtolást nem számítva) szintén jó forgácsalakokat kaptunk. A HB157-es anyag kivételével minden esetben f=0,1mm-es előtolásnál gubancos lett a forgács. Összegezve a tapasztaltakat megállapíthatjuk, hogy közepes fogásmélységnél, és közepes, vagy annál nagyobb előtolással érdemes dolgozni, ha megfelelő forgácsalakot szeretnénk kapni, szerszámkímélően és balesetmentesen.

- 35 -

4.4 Az empirikus hatványfüggvények összehasonlítása

45 acél anyagminőség állandói 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 157

207

249

285

329

Keménység Fc

Fp

Ff

C45 acél fogásm élység kitevői 1,5 1 0,5 0 157

207

249

285

329

285

329

Kem énység [HB] Xa-Fc

Xa-Fp

Xa-Ff

C45 acél előtolás kitevői 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 157

207

249 Ke m é nys é g [HB] Y f-Fc

Y f -Fp

Y f -Ff

A diagramokon egyedül a passzív erő fogásmélység- és előtoláskitevője mutat szabályszerű változást, meglepő módon a keménység növekedésével csökken.

- 36 -

4.5 Forgácsolhatósági index (MR) A forgácsolhatóság komplex jellemzőjének (MR) azt a viszonyszámot nevezzük, amelynek számlálójában a forgács alaktényezőjének ezerszerese, nevezőjében pedig a forgácsolt felület átlagos érdességi mérőszáma és a kísérlet közben regisztrált (méréssel megállapított) forgácsolóerő szorzata van. Képletszerűen:

MR =

FAT ⋅ 1000 ⎡ 1 ⎤ Ra [µm] ⋅ Fc [N ] ⎢⎣ µm ⋅ N ⎥⎦

ahol: FAT – forgács alaktényező (osztályozás: 1 … 5 között) Ra - a forgácsolt felület átlagos érdessége, µm Fc - forgácsoló erő, N

C45 forgácsolhatósága

1,4

Paraméterek

1,2 1 0,8 0,6 Ra, um Fc, kN MR

0,4 0,2 0

100

150

200

250

300

350

400

Keménység, HB

A grafikonhoz felhasznált adatok 9.sz. mellékletben találhatóak

Természetesen az index megállapításánál több mérés átlagát kellett volna venni.

- 37 -

Irodalomjegyzék [1]

Dr.Sipos Sándor: Gyártási folyamatok informatikája BMF/BGK, Budapest, 2003. p. 1-65.

[2]

Dr.Sipos Sándor: Gyártóeszközök és szerszámgépek minőségbiztosítása BMF/BGK, szakmérnöki jegyzet, Budapest, 2000. p. 1-66.

[3]

Leskovar P. – Grum J.: The Metallurgical Aspects of Machining Annals of the CIRP Vol. 35/2/1986. p. 537-550.

[4]

Dr Pálmai Zoltán: Fémek forgácsolhatósága Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1980.

[5]

Dr. Angyal Béla és mások: Forgácsolás elmelét és szerszámai Tankönyvkiadó, BDGMF, Budapest, 1988. p.

[6]

Dr. Sipos Sándor , Dr Angyal Béla, Dr. Dobos Lászlóné, Dr. Palásti Kovács Bála – A forgácsolás és szerszámai

[7]

Miroslav Hruchy – Gyártástechnológia, félkész gyártmányok, megmunkálás alapjai

[8]

www.kistler.com

[9]

Viharos Zsolt János - Budapesti Műszaki Egyetem http://www.sztaki.hu

[10]

www.taegutec.com

[11]

Dr.Kisfaludy Antal , Réger Mihály , Tóth László – Szerkezeti anyagok 2

[12]

Witte, L.: Korrelationen zwischen Werkstoff- und Schnittkraftkennwerten Industrie Anzeiger, Nr. 10/1991. p. 34-35.

[13]

Modern Metal Cutting (A Practical Handbook) Sandviken, Sweden, 1994. p. I-16.

- 38 -

Mellékletek

1-5 sz.mellékletek 6-7 sz. mellékletek 8 sz. melléklet 9 sz.mellékletek 10-13 sz. mellékletek

Forgácstablók Mikroszkóppal készített forgácsrészletek Dynoware szoftver részlet MR diagramhoz felhasznált adatok Adattáblázatok

- 39 -

1.sz. melléklet C45 HB157 forgácstabló - 40 -

- 41 -


- 43 -


- 45 -


- 47 -

C45 HB285 a=1 f=0,2

C45 HB329 a=1 f=0,25

A mellékletben szereplő kinagyított forgácsképeket az ábrán látható SN22-A-140F típusú sztereomikroszkóppal készítettük

6.sz. melléklet Mikroszkóppal készített forgácsképek - 48 -

C45 HB285 a=2 f=0,1

C45 249HB a2,0 f0,30 7.sz. melléklet - 49 -

- 50 -

8.sz. melléklet DYNOWARE szoftver által kirajzolt erők egyesített képei

- 51 -

MÉRÉSI ADATOK Anyagminőség: C45 (ötvözetlen szerkezeti acél) Művelet: hosszesztergálás Szerszám: Taegutec CNMG 120408 MP TT5100 MR1

(vc=200 m/min; a=3 mm; f=0,1 mm)

Keménység Éltartam, ForgácsÉrdesség, Forgácsoló FogácsolHB perc alak erő, N hatóság, MR µm 157 1 1,09 1069 0,858 ⎯ 207 1 1,12 1094 0,816 ⎯ 249 1 0.9 1151 0,965 ⎯ 285 1 0.92 1131 0,96 ⎯ 329 1 0.87 1141 1,01 ⎯ Megjegyzések: egy-egy mérés alapján megállapított értékek!

MR2 Keménység Éltartam, HB perc 157 ⎯ 207 ⎯ 249 ⎯ 285 ⎯ 329 ⎯ Megjegyzések:

(vc=200 m/min; a=3 mm; f=0,2 mm) Forgácsalak 4 4 4 5 5

Érdesség, µm 3,11 2,87 2,54 2,87 2,24

MR3 Keménység Éltartam, HB perc 157 ⎯ 207 ⎯ 249 ⎯ 285 ⎯ 329 ⎯ Megjegyzések:

Másféleképpen:

Megj.

Forgácsoló Fogácsolerő, N hatóság, MR 2014 0,639 2058 0,677 3104 0,51 2013 0,865 1934 1,154

Megj.

(vc=200 m/min; a=3 mm; f=0,3 mm) Forgácsalak 4 4 4 4 4

Érdesség, µm 4,02 5,34 4,79 4,31 4,44

MR =

Forgácsoló Fogácsolerő, N hatóság, MR 3056 0,326 3163 0,237 3104 0,269 3043 0,305 2892 0,312

T [min ] ⋅ FAT ⋅ 1000 Ra [µm] ⋅ Fc [N ]

- 52 -

⎡ min ⎤ ⎢ µm ⋅ N ⎥ ⎦ ⎣

Megj.

Ch1 Fp 94 101 104 109 108

Ch2 Ff 144 173 198 229 256

Ch3 Fc 212 276 330 391 446

Fp/Fc 0,4444 0,3680 0,3140 0,2791 0,2426

Ra 1,02 1,66 2,62 3,59 4,36

fogásmélység a=1,0

0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

214 242 275 306 320

175 220 280 334 364

397 529 670 808 931

0,5386 0,4565 0,4109 0,3790 0,3442

0,94 1,66 2,64 3,56 4,24


0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

320 353 400 469 547

189 228 287 343 411

571 757 911 1176 1412

0,5604 0,4668 0,4392 0,3986 0,3875

1,04 1,66 2,67 3,53 4,32


0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

406 470 591 721 829

197 253 335 420 508

729 982 1291 1614 1939

0,5570 0,4788 0,4578 0,4469 0,4274

1,09 1,66 2,7 3,64 4,34

0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

619 758 1028 1254 1471

226 315 407 514 627

1069 1493 2014 2530 3056

0,5787 0,5077 0,5107 0,4959 0,4813

1,09 2,10 3,11 3,56 4,02


előtolás 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30


C45 HB157

10. sz. melléklet - 53 -

Ch1 Fp 115 128 139 144 159

Ch2 Ff 155 187 219 250 279

Ch3 Fc 253 337 421 496 541

Fp/Fc 0,456667 0,379214 0,330235 0,290721 0,294184

Ra 1,05 2,03 3,1 4,3 5,25


0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

226 269 301 318 331

180 231 282 310 350

437 603 756 896 1025

0,518692 0,445843 0,398087 0,355334 0,323369

1,07 2 3,11 4,37 5,26


0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

323 372 433 486 561

191 244 294 347 408

606 825 1049 1288 1514

0,532527 0,450453 0,412602 0,377567 0,370603

1,08 2,01 3,07 4,42 5,29


0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

411 482 583 723 801

206 266 339 428 530

769 1051 1358 1716 2021

0,534415 0,458398 0,429322 0,421177 0,396416

1,13 1,99 3,08 4,39 5,33

0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

583 712 967 1188 1479

230 301 397 499 605

1094 1519 2058 2577 3163

0,533469 0,468512 0,469601 0,461061 0,46768

1,12 1,82 2,87 4,17 5,34


előtolás 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30


C45 HB207


Ch1 Fp 129 142 155 162 170

Ch2 Ff 196 233 267 302 378

Ch3 Fc 270 354 450 516 554

Fp/Fc 0,4786 0,4002 0,3444 0,3129 0,3076

Ra 0,97 1,71 2,64 3,73 4,56


0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

255 295 327 355 377

228 286 338 389 427

465 635 783 933 1068

0,5490 0,4648 0,4182 0,3807 0,3532

1,07 1,72 2,69 3,79 4,52


0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

357 402 459 510 573

251 302 366 389 469

642 861 1083 1300 1546

0,5563 0,4670 0,4240 0,3923 0,3707

0,98 1,79 2,77 3,88 4,58


0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

446 490 577 706 830

253 301 393 470 557

804 1001 1378 1723 2055

0,5548 0,4896 0,4188 0,4094 0,4041

1,02 1,88 2,82 3,96 4,79

0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

630 728 891 1101 1376

256 313 406 520 631

1151 1549 2020 2514 3104

0,5475 0,4701 0,4412 0,4379 0,4434

0,9 1,55 2,54 3,68 4,79


f 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30


C45 HB249


Ch1 Fp 212 221 230 237 241

Ch2 Ff 333 374 412 442 481

Ch3 Fc 311 393 470 542 630

Fp/Fc 0,682636 0,56173 0,490104 0,436513 0,38254

Ra 1,42 1,73 2,42 3,13 3,73


0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

434 469 503 531 554

401 466 528 582 626

533 698 859 1010 1151

0,815493 0,671845 0,585159 0,525466 0,481073

1 1,71 2,45 3,16 3,72


0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

557 595 648 715 766

422 485 563 636 694

730 940 1169 1401 1636

0,762678 0,633201 0,553835 0,510294 0,468361

0,94 1,67 2,49 3,24 3,84


0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

589 662 717 814 944

407 489 561 646 735

864 1150 1445 1744 2076

0,681362 0,57575 0,49639 0,466581 0,454561

1,16 1,85 2,6 3,33 3,96

0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

647 746 886 1101 1353

247 335 460 622 792

1131 1541 2013 2500 3043

0,572473 0,484293 0,440439 0,440401 0,444592

0,92 1,73 2,87 3,76 4,31


előtolás 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30


C45 HB285

13. sz. mellélket - 56 -

ch1 Fp 266 259 267 273 285

Ch2 Ff 517 539 573 602 642

Ch3 Fc 305 358 422 481 542

Fp/Fc 0,872518 0,724651 0,633504 0,568423 0,52583

Ra 0,94 1,31 1,86 2,37 2,89


0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

536 545 555 599 643

562 615 662 763 850

547 680 810 1018 1152

0,979724 0,801768 0,685715 0,588158 0,55816

0,7 1,29 1,89 2,47 2,97


0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

646 693 736 785 860

507 570 635 704 767

708 918 1122 1346 1545

0,912487 0,755313 0,656278 0,582676 0,556468

0,84 1,44 2,02 2,68 3,09


0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

631 692 751 850 986

401 473 551 642 744

842 1117 1376 1676 1999

0,749682 0,618832 0,545471 0,507262 0,492938

1,07 1,68 2,28 3,16 3,55

0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

745 821 924 1101 1301

267 328 412 542 811

1141 1531 1934 2394 2892

0,653368 0,535959 0,477606 0,459642 0,449862

0,87 1,38 2,24 3,45 4,44


előtolás 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30


C45 HB329

14. sz. melléket - 57 -

Hőkezelt acélok forgácsolhatósági vizsgálata

Recommend Documents