Felület szövetszerkezeti változásainak vizsgálata kisméretű munkadarabok keményesztergálása esetén
A nagypontosságú keményesztergálás napjainkban egyre gyakrabban alkalmazott eljárás, mely számos esetben a palástköszörülés alternatívájának tekinthető. Alkalmazásával kapcsolatban azonban még számos megoldandó probléma van.
A keményesztergálás egyik fő problémája a keletkező fehérréteg, melynek szövetszerkezete jelentősen eltér az alapanyag szerkezetétől. Kialakulását főleg a szerszám geometriai viszonyai befolyásolják, de hatással vannak a technológiai paraméterek is, úgymint a vágósebesség, előtolás és fogásmélység. A fehérréteg az erős mechanikai- és hőhatás következménye, a munkadarabban kialakuló hőmérséklet mező pedig a szerszám-munkadarab kölcsönhatásának közelében kialakuló hőmérséklet következménye. Felvetődik a kérdés, hogy kisméretű munkadarabok esetén mekkora hőmérsékletnövekedés várható és az milyen változást okoz az egész alkatrész tulajdonságaiban.
Dolgozatomban a kisméretű alkatrészek keményesztergálása során fellépő változásokat vizsgálom. A modellezést 100Cr6 anyagú, edzett állapotú alkatrészekre végzem el. Először az irodalomkutatás eredménye alapján felállított modell segítségével elméleti szinten vizsgálom a munkadarab hőmérsékletének növekedését. A modell az alkatrészbe menő hőteljesítmény és hőmérséklet növekedés közötti összefüggést adja meg, mely segítségével kimutatható a munkadarab méretének hatása. A hőterhelést adiabatikusnak feltételezem, habár a felület hőátadásának nagy szerepe lehet a darab hűtésében. A modell segítségével feltárom az összefüggéseket a darab átmérője és az esztergálás során kialakuló darab hőmérséklet között. Az anyagra vonatkozó hőkezelési információk birtokában megvizsgálom, hogy a számított hőmérséklet növekedés hatására milyen szövetszerkezet várható. A szövetszerkezet változását, a hőhatás modellt kísérletekkel igazolom. A keményesztergálási kísérlethez 62 HRC keménységűre hőkezelt darabokat alkalmazok és egy nagypontosságú, nagy merevségű szerszámgépen pCBN anyagú szerszámmal forgácsolom. A kísérletek során a forgácsolási erő nagyságát is mérem, mely egyben a forgácsoló paraméterek és forgácsolási erő összefüggés kalibrálására is szolgál.
Az esztergált darabok felületéről szövetszerkezeti felvételeket készítek, mely segítségével elemzem az elváltozásokat. Emellett megvizsgálom a fehérréteg közvetlen közelében a mikro keménység változását.
Az így kapott eredmények alapján felállítok egy összefüggést, mely a forgácsolási paraméterek, munkadarab geometria és anyag ismeretében megadja a várható hőmérséklet növekedést, ezáltal elkerülhetővé válik a munkadarab esetleges kilágyulása.
szerző
-
Balázs Barnabás Zoltán Dr.
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Farkas Balázs Zsolt
tanársegéd, Gyártástudomány és -technológia Tanszék
