A forgácsleválasztás energetikai modelljének kiterjesztése nagy szilárdságú acél precíziós és mikroforgácsolási technológiájához

Biró, István [Biró, István (Gyártástechnológia), author] Department of Manufacturing Science and Enginee... (BUTE / FME)

Hungarian PhD (Thesis) Scientific
Published: Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, 165 p. 2018
    Identifiers
    A forgácsolás napjainkban és a hosszútávú jövőben is az alkatrészek gyártásának egyik leggyakrabban alkalmazott módszere. A műszaki termékeket jellemző miniatürizálás miatt egyre nagyobb hangsúly helyeződik a precíziós- és mikroforgácsolási eljárásokra, melyek során új, korszerű anyagok munkálandók meg. Doktori kutatásom során az S960QL minőségű, nagy szilárdságú szerkezeti acélon, szabályos élű szerszámmal végzett forgácsleválasztás körülményeit vizsgáltam. Ezt a forgácsolás energetikai jellemzőinek, azon belül a forgácsképzés és az ezzel járó deformációs folyamatok megvalósításához szükséges fajlagos forgácsolási erő értékelésével végeztem. A fajlagos erő modelljének olyan, a technológiai paraméterek függvényében történő kiterjesztését tűztem ki célul, melynek köszönhetően hatékonyan egyesíthető a már jól ismert makromegmunkálási zóna leírása a mikrométer nagyságrendű forgácsvastagság mellett történő forgácsoláséval. Kutatómunkám első lépéseként áttekintettem a vizsgált anyag minőségi csoportjának jellegzetességeit, illetve összefoglaltam azokat a folyamatjellemzőket és modellezési lehetőségeiket, melyek a forgácsolást a folyamat fenntartásának energiaszükséglete tekintetében jellemzik. Kutatási céljaim eléréséhez szisztematikus forgácsolási kísérleteket végeztem a technológiai paramétereknek adott tartományokon belül vett nagyszámú kombinációja mellett. Homlokmarási kísérleteket hajtottam végre annak érdekében, hogy a forgácsolás energetikai körülményeinek változását, a változás karakterisztikáját annak folyamatában vizsgálhassam. Ezt követően homlokbeszúró esztergálási teszteket realizáltam, melyeknek kettős feladata volt: egyrészt a marási kísérletekből kapott eredmények ellenőrzése, másrészt azon hipotéziseim igazolása, melyeket a homlokmarások adatainak kiértékelési eredményei és a vonatkozó szakirodalmi ismeretek összevetése alapján megfogalmaztam meg. Munkám eredményeként jegyezhető a megállapítás, miszerint az S960QL acél forgácsolása során a fajlagos forgácsolóerőnek az elméleti forgácsvastagság függvényében értelmezett görbéjében új szakaszhatár azonosítható a mikroméretű forgácsvastagság tartományán. Mérési adataim alapján azonosítottam a fajlagoserő-görbének az új szakaszhatár által határolt szakaszát a technológiai paraméterek vizsgált tartományára vonatkozóan, ahol a munkadarab-anyag felületi rétegének lokális rugalmas és képlékeny alakítása történik anyagleválasztás nélkül. Ily módon a szakaszhatár helye az anyagleválasztás alsó technológiai korlátját definiálja. Ezt alátámasztják a homlokbeszúró esztergálás kiértékelésének eredményei, melyeket célzottan úgy terveztem, hogy az anyagleválasztás során ténylegesen működő, deformálatlan forgácskeresztmetszet geometriai mérésére a forgácsolást követően lehetőségem legyen. Az ily módon validált homlokmarási adatok rámutattak, hogy az új szakaszhatárt azonosító forgácsvastagság értéke elsődlegesen az élenkénti előtolás, másodlagosan a forgácsoló sebesség növelésével növekszik. E jelenségek közvetetten azonosíthatók a szakirodalomban fellelhető független kutatási eredményekben is. Kutatómunkám további hozománya e tényszerű megállapítások mellett olyan kísérleti és kiértékelési módszer-együttes, mely lehetővé teszi a fajlagos forgácsolóerő részletes vizsgálatát mérési adatokra alapozva, kezelve az olyan tranziens jelenségeket is, mint a szerszámél belépése és kilépése az anyagból. A kiértékelési módszertanokat egyedi, jelen körülményekre specifikált szoftverekbe ágyaztam, biztosítva ezzel a mérési adatok hatékony és reprodukálható kiértékelését. A dolgozatban ismertetett kutatás folytatásaként említem újabb kísérletek elvégzését a technológiai paraméterek jelenleg nem vizsgált tartományán, továbbá az új tudományos megállapításaim érvényességének vizsgálatát más fémes anyagok esetére is.
    Citation styles: IEEEACMAPAChicagoHarvardCSLCopyPrint
    2022-05-26 01:37