www.quattroplast.hu

FIATALOK FÓRUMA

A forgácsolóerőt és a felületi érdességet befolyásoló té-nyezők hőre lágyuló műanyagok esztergálásakor I. A forgácsolási paraméterek hatása

Farkas János1, Csanády Etele2, Csóka Levente3

1Soproni Egyetem, Simonyi Károly Műszaki, Faanyagtudományi és Művészeti kar, Cziráki József Faanyagtudomány és Technológiák Doktori Iskola

2Soproni Egyetem, Simonyi Károly Műszaki, Faanyagtudományi és Művészeti kar, Faipari Gépészeti intézet

3Soproni Egyetem, Simonyi Károly Műszaki, Faanyagtudományi és Művészeti kar, Faalapú Termékek és Technológiák intézet

Egy termék gyártásakor széles körben alkalmazható technológia a forgácsolás. Jelen munkában többféle hőre lágyuló műanyag esztergálásakor vizsgáltuk az egyes forgácsolási paraméterek hatását a forgácsolóerőre, valamint a felületi érdességre. Az előtolást, a forgácsolási sebességet, valamint a fogásvételt vizsgáljuk több, főleg mű-szaki műanyag esztergálásakor. A felületi érdességet a forgácsolási folyamat után az Rz és Ra paraméterek mérésével, a forgácsolóerőt az eszterga megmunkáló központ késtartójába épített háromirányú erőmérő cella segítségével mérjük. A mérések alapján az előtolás–felületi érdesség összefüggést többféle műanyagra is kiterjesztettük. Az irodalomkutatás során egyértelmű meghatározást nem találtunk az Rz/Ra közötti arányszám felírására, így ennek értékét is vizsgáljuk.

Bevezetés

Hőre lágyuló műanyag termékek gyártásakor a technológiák nagy része az ömledék (vagy képlékeny) állapot>alakadás>hűtés folyamattal írható le. A tömeggyár-tásban szinte kizárólag ilyen gyártással találkozunk, de kisebb darabszámok, illetve prototípusgyártás esetén bővül a gyártástechnológiák köre. Prototípusgyártás, illetve nagyon kis szériaszámok esetén már számos RPT (Rapid prototyping) eljárás is ren-delkezésünkre áll. Nagy előnyük, hogy veszteségmentesek, illetve bármilyen bonyo-lult, alámetszett termékgeometria is kialakítható. Hátrányuk lehet pl. a magas alap-anyagár, illetve a felhasználható műanyagok viszonylag szűk köre.

A forgácsoló eljárásokat is alkalmazhatjuk prototípusgyártáshoz, de gazdaságos lehet nagyobb szériák esetén is, főleg ha a kívánt geometriát (pl. kisméretű belső me-netek vagy többszörösen alámetszett alkatrészek) vagy anyagot (pl. PTFE) más eljá-

www.quattroplast.hu

rással csak nagyon költségesen, vagy egyáltalán nem lehet elvégezni. Egyik fő hátrá-nya a viszonylag magas ciklusidő, valamint az, hogy nagy mennyiségű hulladék kelet-kezik, ami adott esetben a hűtő-kenő folyadék miatt szennyezett is lehet. Forgácsolás során a kívánt geometriát, illetve felületi minőséget anyagrészek lemunkálásával érjük el. A határozott élű szerszám az anyagba hatol, és onnan anyagot választ le. A folya-matot a „vc” forgácsolósebességgel, az „a” sugárirányú fogásvétellel, valamint a „f” fordulatonkénti előtolással, mint forgácsolási paraméterekkel jellemezzük. A forgácso-lás témájú irodalmak nagy része a fémek forgácsolásával foglalkozik, de az eljárás természetesen nem szűkíthető le csak ezekre az anyagokra. Jelen esetben a fémes anyagokhoz köthető kutatások adják a vizsgálatok kiindulópontját.

Suresh és Basavarajappa [1] a forgácsolt felületi érdességre, és a szerszámkopás-ra legnagyobb hatást gyakorló forgácsolási paramétereket vizsgálta edzett acélokra varianciaanalízis segítségével. Méréseik alapján a forgácsolt felületi minőséget legin-kább az előtolás, valamint a vágósebesség befolyásolja. Rao és társai [2] fém-kompozitok forgácsolásakor vizsgálták a vágósebesség, valamint az előtolás változta-tásának összefüggését a felületi érdességel. Tapasztalataik alapján nagyobb vágósebes-séggel és kisebb előtolással jobb felületi minőség érhető el. Mahamani [3] titán-cirkónium fémkompozitok esztergálása közben kimutatta, hogy az előtolás nagymér-tékben befolyásolja mindkét jellemzőt, míg a fogásvétel és a forgácsolósebesség ke-vésbé. Rao és társai [4] egy másik tanulmányukban szintén többféle forgácsolási pa-raméterrel vizsgálták a felületi minőség, valamint a forgácsolóerő alakulását acél esz-tergálásakor. A vágósebesség hatása mérsékelt, míg az előtolás a felületi minőséget és a forgácsolóerőt is nagymértékben befolyásolja. A mérések alapján a fogásvétel dön-tően növeli a forgácsolóerőt. A forgácsolt anyagtól függően a vágósebességnek is lehet meghatározó szerepe. Duplex acélok, valamint nagy keménységű hőkezelt acélok ese-tén a vágósebesség növelése javítja a felületi minőséget, de emellett csökkenti a szer-szám élettartamát a nagyobb mértékben tapasztalható kopás miatt. A forgácsolóerőt meghatározza az anyag keménysége is.[5][6][7]. Alumíniumötvözetek esztergálásakor jobb felületi minőség érhető el magasabb vágósebességgel, de az előtolás szerepe itt is számottevő. A fogásvétel növelésével a felületi érdesség nem változik jelentősen. Junyun és Qingliang munkája [8] jól rámutat arra, hogy azonos forgácsolási körülmé-nyek és paraméterek ellenére a különböző típusú anyagok, jelen esetben könnyűfémek mennyire másképp reagálnak. Alumínium, réz, valamint nikkel forgácsolásakor az egyes paraméterek változtatása a mért rezgéseket változtatta meg. Összefoglalva a fé-mes kutatásokat elmondható, hogy a felületi érdességre az előtolásnak és a forgácsolá-si sebességnek, míg a forgácsolóerőre az előtolásnak és a fogásvételnek volt a legna-gyobb hatása.

Műanyagok forgácsolásával kapcsolatban Farkas Gabriella [9] doktori értekezé-sében vizsgálta részletesen a forgácsolási paraméter-lapka-felületi érdesség összefüg-géseket, a keletkező forgács típusát is beleértve. A forgácsolt felület érdességi jellem-zésére megadott képletekben a forgácsolósebesség, valamint az előtolás hatványkite-vős alakja szerepel, az adott polimerhez optimált kitevővel. Kalácska Gábor többféle műanyag forgácsolhatóságával, illetve az adott műanyaghoz ajánlott szerszámgeomet-

www.quattroplast.hu

riával, forgácsolási paraméterekkel foglalkozik cikksorozatában [10]. A témához köze-lebb állnak a Catalin Fetecau és Felicia Stan által végzett kísérletek [11]. PTFE kompozitok esztergálásakor fellépő forgácsolóerőt, és az esztergált felületi érdességet vizsgálták. A kutatás alapján elmondható, hogy a forgácsolóerőt a fogásvétel és az elő-tolás, a felületi érdességet pedig az előtolás, valamint a lapka csúcsrádiusza befolyá-solja leginkább. A vágósebességnek nincs jelentősége egyik paraméterre sem. Issam és társai PEEK kompozitok esztergálásakor fellépő forgácsolóerő előrejelzésére alkottak meg Fuzzy alapú modellt. [12] A modellalkotáshoz elvégzett kísérleteken látszik, hogy a forgácsolóerőre a legnagyobb hatással a fogásvétel, valamint az előtolás van. A vá-gósebesség elhanyagolható. Gupta és Kumar [13] több paramétert változtatva vizsgálta a felületi érdességet. A legnagyobb hatást az előtolás gyakorolta. Ezen felül a csúcsrá-diusz növelésével kedvezőbb, míg a homlokszög növelésével rosszabb felületet értek el. Túl nagy forgácsolási sebesség és előtolás esetén nagy mennyiségű hő fejlődik, és ez a felületi minőséget rontja. Az elméleti felületi érdességformulák használhatóságá-val, valamint a szerszámkopás hatásával foglalkozott Palásti-Kovács és társai. [14] Az utóbb említett irodalomban kétféle acélra vizsgálták a Rz = 4 x Ra gyakorlati össze-függés használhatóságát.

A vizsgálatok fő célja megismerni, hogy a forgácsolási paraméterek hogyan és mekkora hatással vannak a felületi érdességre, illetve a forgácsolási erőre hőre lágyuló műanyagok forgácsolásakor. A felületi érdesség ismeretére azért van szükség, hogy a követelményeknek megfelelő felületet tudjunk forgácsolni. Ragasztott felületnél hibás lehet a túl finom, siklócsapágyaknál hibaforrás lehet a túl durva felületi érdesség. A kívánt érték eléréséhez azonban ismerni kell a forgácsolási paraméterek hatásait. A forgácsolóerő ismerete is legalább ennyire lényeges. Esztergáláskor a forgácsoló szer-szám a darabot egyrészt kihajlítja, így a forgácsolási erő ismeretében megállapítható mi az a kritikus kilógási hossz/átmérő arány, ahol a forgácsolt munkadarab még az előírt tűréseken belül marad. Az erő ismeretére szükség van a szorítóerő meghatározá-sához is. Esztergáláskor, ha az alaptest rúd vagy cső, általában a hárompofás tokmányt alkalmazzuk. Mivel a műanyagok szilárdsága a fémekhez képest jelentősen alacso-nyabb, a darab a megfogás hatására deformálódik. Az erő pontos ismeretében tudjuk, hogy mi az a minimális szorítóerő, amire szükség lehet, illetve változtathatjuk a forgá-csolási paramétereket az erő csökkentésének érdekében, ha a munkadarab fix megfo-gása csak túl nagy szorítóerő esetén lenne lehetséges.

Anyagok és módszerek

A forgácsoláshoz használt eszközök

A forgácsolási folyamatot egy CNC vezérlésű Mori Seiki SL-150 típusú eszterga megmunkáló központ segítségével elemeztük. A felhasznált anyagok közül első kör-ben négy gyakran forgácsolt anyag vizsgálatát végeztük el: PP (polipropilén), POM [poli(oxi-metilén)], PPSU [poli(fenil-szulfon)], PET [poli(etilén-tereftalát)]. Később a felületi érdesség vizsgálatát kiterjesztettük több anyagra is. PC (polikarbonát), PE (po-

www.quattroplast.hu

lietilén), PA6 (poliamid 6), PEI [poli(vinil-klorid)], POM-ELS az előtolás-felületi minőség vizsgálatok, valamint Ra/Rz arányszám felírásának kibvítése érdekében. A forgácsolómm-es hosszon változó fogásvételekkel. A felületi érdesség mérése ezeken az esztegált átmérőkön történt hossztengely irányban. A felhasznált eszterga lapka a kereskdelmi forgalomban kapható Denitool DCGT11T302FN2020 K11 késszárban elhelyezve. A lapka csúcsszöge 55°, a csúcsrádiusz 0,2 mm. Az élelhelyezési szög 95°, a hátszög 7°. A felhasznált holaj 95% víz arányú hűtőemulzió.

A forgácsolóerő mérése

A forgácsolóerő mérése a forgácsolási folyamat közben folyamatosan az bal oldalán látható módon történt. A mérdoskodott, mely három fő részbA késtartó a szerszám befogására szolgál, bármely 20x20 mmközpont +/- 1 mm-t állítható. Az el(ME systeme K120-3D), mely X (passzív erirányú erő) irányban is képes az erszámítógépre mentettük. Egy tipikus erlán. Az előtolásirányú erő elő

1. ábra A forgácsolóer

A felületi minőség mérése

A felületi érdesség mérése mechanikus letapintással történt; Mahr Perthometer S2 feldolgozóegységgel, Mahr PZKtűvel. A kiértékelés során a forgácsolt átmérfelületi érdesség mértékét.

PA6 (poliamid 6), PEI poli(éter-imid), PEEK [poli(éter-éterELS [vezetőképes poli(oxi-metilén)] műszaki m

őség vizsgálatok, valamint Ra/Rz arányszám felírásának kib. A forgácsolóerőt egy külső átmérő esztergálása közben mértük 30

es hosszon változó fogásvételekkel. A felületi érdesség mérése ezeken az esztekön történt hossztengely irányban. A felhasznált eszterga lapka a keresk

ó Denitool DCGT11T302FN-250DX-2, Denitool SDJCR 2020 K11 késszárban elhelyezve. A lapka csúcsszöge 55°, a csúcsrádiusz 0,2 mm. Az élelhelyezési szög 95°, a hátszög 7°. A felhasznált hűtő-kenő anyag 5% Sarol EP40

ű őemulzió.

ő mérése a forgácsolási folyamat közben folyamatosan az bal oldalán látható módon történt. A mérőcella rögzítéséről egy speciális késtartó go

ő részből állt. A felfogó talp a gép revolverfejéhez illA késtartó a szerszám befogására szolgál, bármely 20x20 mm-es késszár befogható, a

t állítható. Az előbbi két elem között helyezkedik el az er3D), mely X (passzív erő), Y (főforgácsoló erő

) irányban is képes az erő mérésére. Az erőmérő jeleit A/D konverzió után számítógépre mentettük. Egy tipikus erőmérési eredmény látható az 1. ábra jobb old

ő előjele a jobb láthatóság miatt negatív.

rgácsolóerő mérése (a) és a kapott eredmény (b)

A felületi érdesség mérése mechanikus letapintással történt; Mahr Perthometer dolgozóegységgel, Mahr PZK-250 előtolóművel, valamint 200.400

rán a forgácsolt átmérőn 10 mérést elvégezve állapítottuk meg a

éter-keton)], PVC űszaki műanyagokkal

ség vizsgálatok, valamint Ra/Rz arányszám felírásának kibő- esztergálása közben mértük 30

es hosszon változó fogásvételekkel. A felületi érdesség mérése ezeken az eszter-kön történt hossztengely irányban. A felhasznált eszterga lapka a kereske-

2, Denitool SDJCR 2020 K11 késszárban elhelyezve. A lapka csúcsszöge 55°, a csúcsrádiusz 0,2 mm. Az

anyag 5% Sarol EP40

mérése a forgácsolási folyamat közben folyamatosan az 1. ábra l egy speciális késtartó gon-

l állt. A felfogó talp a gép revolverfejéhez illeszkedik. es késszár befogható, a

bbi két elem között helyezkedik el az erőmérő lap forgácsoló erő), és Z (előtolás-ő jeleit A/D konverzió után

mérési eredmény látható az 1. ábra jobb olda-

mérése (a) és a kapott eredmény (b)

A felületi érdesség mérése mechanikus letapintással történt; Mahr Perthometer vel, valamint 200.400-260 2 nm-es

n 10 mérést elvégezve állapítottuk meg a

www.quattroplast.hu

A kiértékelés módszerei, a faktorok szintjei

A vizsgálatok során három paraméter (előtolási sebesség, sugárirányú fogásvétel és forgácsolósebesség) forgácsolóerőre, valamint a forgácsolt felület érdességére gya-korolt hatásának elemzését végeztük el. Az egyes faktorok szintjeinek megválasztásá-ban legnagyobb szerepe a gyakorlati tapasztalatnak, illetve a rendelkezésre álló eszkö-zöknek volt. A kísérletet próbaforgácsolások, valamint próbamérések előzték meg. Az előtolás legnagyobb értéke a 0,25 mm/fordulat volt, az ennél nagyobb előtolással esz-tergált felület érdessége a mérőkészülék tűréshatárán kívül esik. A fogásvétel szintjei-nél a későbbiekben bemutatott beremegés jelentette a felső határt. A vágósebesség fel-ső határának megválasztásakor a megmunkáló központ maximális fordulatszámának közelében jelentkező nagymértékű vibrációt kellett figyelembe venni.

A választott szintek a következők: Előtolás (f) : 0,05 – 0,07 – 0,1 – 0,12 – 0,15 – 0,2 – 0,25 [mm/fordulat] Sugárirányú fogásvétel (a): 0,5 – 1,0 – 2,0 – 3,0 – 4,0 – 5,0 [mm] Forgácsolósebesség (vc): 100 – 150 – 200 – 250 – 300 – 350 [mm/perc]

Eredmények és értékelésük

Az előtolás változtatásának hatása

Az első vizsgált paraméter a fordulatonkénti előtolás. Az előtolás növelésével az várható, hogy a forgácsolt felület érdessége, valamint a forgácsolóerő értéke is növek-szik. A várt folyamatoknak megfelelő változások figyelhetők meg a felületi érdesség – előtolás kapcsolatot bemutató 2. ábrán. A 3. ábrán a forgácsolóerő növekedése látható az előtolás növekedése függvényében. A kapott eredmények alapján elmondható, hogy az előtolás növelése mind a forgácsolóerőt, mind a felületi érdességet növeli a vizsgált hőre lágyuló műanyagok esetében. A vizsgálat során a vágósebesség és a fogásvétel állandó, csak a fordulatonkénti előtolás változott.

vc = 250 mm/perc a = 2 mm

A fogásvétel növelésének hatása

A további vizsgálatokban állandó vágósebesség és fordulatonkénti előtolás mel-lett a fogásvétel növelésének hatását vizsgáltuk. A fogásvétel növelése a felületi minő-ségre a 4. ábrán látható módon egyik vizsgált anyag esetén sem jelentős, csak a PPSU esetén figyelhetők meg kisebb változások. A forgácsolóerőt vizsgálva látható, hogy közel lineárisan nő a forgácsolóerő a fogásvétel növelésével. A vizsgálat során a for-gácsolási sebesség, valamint az előtolás állandó.

www.quattroplast.hu

2. ábra A felületi érdesség–csolata a vizsgált műanyagok eset

4. ábra A felületi érdesség

kapcsolata a vizsgált műesetében

A forgácsolási sebesség hatása

A forgácsolási paraméterek közül utolsóként a forgácsolási sebesség hatását vizsgáltuk. A gyakorlatban az állandó fordulatszám használata a gyakoribb, de a krábbi, különböző fogásokkal, és ez által különbözatt az állandó vágósebesség használata célszerség a felületi érdességet anyagonként különbözható a forgácsolósebesség–

–előtolás kap-űanyagok esetében

3. ábra A forgácsolóerő–

lata a vizsgált műanyagok esetében

vc=250 mm/perc f=0,12 mm/fordulat

4. ábra A felületi érdesség–fogásvétel csolata a vizsgált műanyagok

5. ábra A forgácsoló erő

kapcsolata a vizsgált mesetében

esség hatása

A forgácsolási paraméterek közül utolsóként a forgácsolási sebesség hatását vizsgáltuk. A gyakorlatban az állandó fordulatszám használata a gyakoribb, de a k

fogásokkal, és ez által különböző átmérőkön végzett forgácsolás mt az állandó vágósebesség használata célszerűbb. Az irodalmak alapján a vágósebe

ség a felületi érdességet anyagonként különböző módon befolyásolja. A –felületi érdesség kapcsolata, míg a 9. ábrán

–előtolás kapcso-űanyagok esetében

5. ábra A forgácsoló erő–fogásvétel kapcsolata a vizsgált műanyagok

ben

A forgácsolási paraméterek közül utolsóként a forgácsolási sebesség hatását vizsgáltuk. A gyakorlatban az állandó fordulatszám használata a gyakoribb, de a ko-

kön végzett forgácsolás mi-bb. Az irodalmak alapján a vágósebes-

módon befolyásolja. A 8. ábrán lát-9. ábrán a forgácsoló-

www.quattroplast.hu

sebesség–forgácsolóerő kapcsolata. A diagramokból jól kivehetfelületi minőségre gyakorolt hatása csekély. A forgácsolóertásával változik ugyan, de ez anyagonként és szintenként eltértelmű korreláció.

6. ábra A forgácsolóerő–

sebesség kapcsolata

Az előtolás-felületi minőség kapcsolat kiterjesztése többféle m

A korábbi vizsgálatokból láthbefolyásolja. További hétféle mtatjuk be, összehasonlítva az elméleti számításokhoz használt Bauermolt értékekkel a 8. ábrán. A vizsgálatcsak a fordulatonkénti előtolás változik. Jól látható, hogy a Baueresetben finomabb felületet állapít meg, mint amit a próbatesteken mérünk.

Az Rz és Ra érdességi paraméterek között felírható arányszám

Az Rz és Ra paraméterek átszámolásához több ismert összefüggés létezik. Ezek közül leggyakrabban az Rz= 4 x Ra, vagy az Rz= 5 x Ra összefüggést írják fel.elvégzett felületi érdességmérések alapján mportba kell osztani. Kisebb előnagyobb előtolások esetén az arány a legtöbb mszeres szorzót közelít. Az 1. táblázatkét.

ő kapcsolata. A diagramokból jól kivehető, hogy a vágósebeségre gyakorolt hatása csekély. A forgácsolóerő a vágósebesség változt

tásával változik ugyan, de ez anyagonként és szintenként eltérő, nem írható fel egyé

a=2 mm f=0,12 mm/fordulat

–forgácsoló- besség kapcsolata

7. ábra A forgácsolóerő

sebesség kapcsolata

őség kapcsolat kiterjesztése többféle műanyagra

A korábbi vizsgálatokból látható, hogy a felületi érdességet leginkább az elbefolyásolja. További hétféle műanyag próbatest forgácsolásakor mért értékeket mtatjuk be, összehasonlítva az elméleti számításokhoz használt Bauer

tékekkel a 8. ábrán. A vizsgálat során a vágósebesség és a fogásvétel állandó, őtolás változik. Jól látható, hogy a Bauer-összefüggés minden

ben finomabb felületet állapít meg, mint amit a próbatesteken mérünk.

vc=250 mm/perc a=2 mm

méterek között felírható arányszám

Az Rz és Ra paraméterek átszámolásához több ismert összefüggés létezik. Ezek közül leggyakrabban az Rz= 4 x Ra, vagy az Rz= 5 x Ra összefüggést írják fel.

mérések alapján műanyagok esetén az átszámolást két csportba kell osztani. Kisebb előtolások esetén az arányszám egy nagyobb értéket, míg

tolások esetén az arány a legtöbb műanyag esetén jól közelíthet1. táblázat műanyagonként mutatja meg az ar

ő, hogy a vágósebesség ő a vágósebesség változta-ő, nem írható fel egyér-

A forgácsolóerő–forgácsoló- besség kapcsolata

anyagra

ató, hogy a felületi érdességet leginkább az előtolás anyag próbatest forgácsolásakor mért értékeket mu-

tatjuk be, összehasonlítva az elméleti számításokhoz használt Bauer-formulából szá-során a vágósebesség és a fogásvétel állandó,

összefüggés minden ben finomabb felületet állapít meg, mint amit a próbatesteken mérünk.

Az Rz és Ra paraméterek átszámolásához több ismert összefüggés létezik. Ezek közül leggyakrabban az Rz= 4 x Ra, vagy az Rz= 5 x Ra összefüggést írják fel. Az

átszámolást két cso-tolások esetén az arányszám egy nagyobb értéket, míg

anyag esetén jól közelíthető a négy-anyagonként mutatja meg az arányszám érté-

www.quattroplast.hu

8. ábra Az elő

Az érdességi paraméterek összefüggése

Anyagtípus PP PVC

Rz/Ra f<0,07 5,44 5,21

f>0,07 4,17 4,30

A beremegés jelensége

A forgácsolási folyamat közben a rendszer folyamatosan rezeg. Ha a rezgés amplitúdója elér egy kritikus értéket, akkor a mintadarab rezegni, ra forgácsolórendszer elveszti stabilitását és káros „lengésbe” kezd. A leginkább szebetűnő jelenség a rossz felületi minEkkor a 1/b ábrán látható kismértékló erőkomponensek a jellemzőlehetséges, de az erő ingadozásából lehet következtetni arra, hogy a forgácsolási flyamaton változtatni kell. A gyakorlati tapasztalat azt mutatja, hogy ilyenkcsolási sebességet csökkenteni, az ela beremegett felület, ahol az elzó felület is megjelenik.

8. ábra Az előtolás–felületi érdesség kiterjesztése többféle műanyagra

Az érdességi paraméterek összefüggése

PVC PET PPSU PE PA6 PEEK POM ELS

5,21 5,90 3,97 5,49 6,40 4,10 4,65

4,30 4,14 3,79 3,85 4,26 4,46 4,22

A forgácsolási folyamat közben a rendszer folyamatosan rezeg. Ha a rezgés litúdója elér egy kritikus értéket, akkor a mintadarab rezegni, remegni ke

rendszer elveszti stabilitását és káros „lengésbe” kezd. A leginkább sze jelenség a rossz felületi minőség, illetve gyakorta kíséri jellegzetes hanghatás.

Ekkor a 1/b ábrán látható kismértékű rezgés helyett a 9/a ábrán látható komponensek a jellemzők. A forgácsolóerő pontos mérése ebben az esetben nem

ő ingadozásából lehet következtetni arra, hogy a forgácsolási flyamaton változtatni kell. A gyakorlati tapasztalat azt mutatja, hogy ilyenkcsolási sebességet csökkenteni, az előtolást pedig növelni éredmes. A 9/b ábrán láa beremegett felület, ahol az előtolásirányú sodrásosság mellett egy remegett, hullá

felületi érdesség kiterjesztése többféle

1. táblázat

PEI PC POM

4,21 5,53 4,77

4,01 4,00 4,18

A forgácsolási folyamat közben a rendszer folyamatosan rezeg. Ha a rezgés emegni kezd. Ekkor

rendszer elveszti stabilitását és káros „lengésbe” kezd. A leginkább szem-ség, illetve gyakorta kíséri jellegzetes hanghatás. rezgés helyett a 9/a ábrán látható lengő forgácso-

pontos mérése ebben az esetben nem ingadozásából lehet következtetni arra, hogy a forgácsolási fo-

lyamaton változtatni kell. A gyakorlati tapasztalat azt mutatja, hogy ilyenkor a forgá-tolást pedig növelni éredmes. A 9/b ábrán látható irányú sodrásosság mellett egy remegett, hullám-

www.quattroplast.hu

9. ábra A beremegés mérési és vizuális megj

Összefoglalás

A forgácsolási paraméterek forgácsolóerhatását a 10. ábra mutatja be szemléletesen. A megjelenítéshez fajlagos arányszámokat használunk, amely megmutatja, hogy az adott forgácsolási paraméthány %-os változást okoz az adott kimeneti paraméternek.

10. ábra Az egyes paraméterek változtatásának hatása a felületi érdességre

A vizsgálatokból az alábbi következtetések vonhatók le:

1) A különböző anyagok aforgácsolóerőt, akár a felületi érdességet vizsgáljukgok nem kezelhetőek azonos viselkedésműanyag előtolás–felületi érdesség össmég nem jelentős, de nagyobb elzött is nagy különbség lehet az adott m

9. ábra A beremegés mérési és vizuális megjelenése

A forgácsolási paraméterek forgácsolóerőre, valamint felületi érdességre gyakorolt hatását a 10. ábra mutatja be szemléletesen. A megjelenítéshez fajlagos arányszámokat használunk, amely megmutatja, hogy az adott forgácsolási paraméter 1%

os változást okoz az adott kimeneti paraméternek.

10. ábra Az egyes paraméterek változtatásának hatása a felületi érdességre

és a forgácsolóerőre

A vizsgálatokból az alábbi következtetések vonhatók le: anyagok a paraméterek változtatására másképp reagálnak. Akár a t, akár a felületi érdességet vizsgáljuk, megállapítható, hogy az any

őek azonos viselkedésűnek. Jó példa erre a 8. ábra, ahol sokféle felületi érdesség összefüggése látható. Kisebb elő

ős, de nagyobb előtolás esetén azonos forgácsolási körülmények különbség lehet az adott műanyagtípusok között.

elenése

re, valamint felületi érdességre gyakorolt hatását a 10. ábra mutatja be szemléletesen. A megjelenítéshez fajlagos arányszámokat

er 1%-os változása

10. ábra Az egyes paraméterek változtatásának hatása a felületi érdességre

paraméterek változtatására másképp reagálnak. Akár a megállapítható, hogy az anya-

nek. Jó példa erre a 8. ábra, ahol sokféle zefüggése látható. Kisebb előtolások esetén

tolás esetén azonos forgácsolási körülmények kö-

www.quattroplast.hu

2) A forgácsolóerőre legnagyobb hatással a fogásvétel, valamint az előtolás van. A forgácsolási sebesség hatása műanyagonként eltér, de az előző két paraméterhez ké-pest csekélyebb.

3) A felületi érdességet leginkább az előtolás választásával befolyásolhatjuk. A fogás-vétel, valamint a forgácsolási sebesség hatása az előtoláshoz képest lényegesen ki-sebb.

4) Az Ra és Rz paraméterek közötti összefüggés kisebb előtolások esetén műanyagon-ként eltér, de nagyobb előtolások esetén az Rz = 4 x Ra összefüggés a gyakorlatban jól alkalmazható.

5) Az elméleti érdességet meghatározó Bauer összefüggés kevésbé érdes felületet hatá-roz meg, mint ami hőre lágyuló műanyagok esztergálásakor tapasztalható.

Köszönetnyilvánítás

Szeretnék köszönetet mondani az Europtec Kft.-nek, hogy szerszámokkal, vala-mint alapanyagokkal segítette a cikk megírását, és biztosította a kísérletek elvégzésé-hez szükséges gépi feltételeket. Emellett köszönet illeti a Technológiai Centrum mun-katársait a közös munkáért és az erőmérő cella biztosításában nyújtott segítségért.

Irodalomjegyzék

[1] R. Suresh, S. Basavarajappa: Effect of Process Parameters on Tool Wear and Surface Roughness during Turning of Hardened Steel with Coated Ceramic Tool. Procedia Material Science 5 (2014) 1450-1459.

[2] Prakash Rao C.R., Bhagyashekar M.S. Narendraviswanath: Effect of Machinig Parameters on the Surface Roughness while Turning Particulate Composites. Procedia Engineering 97 (2014) 421-431

[3] A. Mahamani: Influence of Process Parameters on Cutting Force and Surface Roughness During Turning of AA2219 –TiB2/ZrB2 In-situ Metal Matrix Composites. Procedia Materials Science 6 (2014) 1178-1186

[4] Dr. C. J. Rao, Dr. D. Nageswara Rao, P. Srihari: Influence of cutting parameters on cutting force and surface finish in turning operation. Procedia Engineering 64 (2013) 1405-1415

[5] Anupam Agrawal, Saurav Goel, Waleed Bin Rashid, Mark Price : Prediction of surface roughness during hard turning of AISI 4340 steel (69HRC). Applied Soft Computing 30 (2015) 279-286

[6] Hamdi Aouici, Mohamed Athmane Yallese, Kamel Chaoui, Tarek Mabrouki, Jean-Francois Rigal: Analysis of surface roughness and cutting force components in hard turning with CBN tool: Prediction model and cutting conditions optimization. Measurement 45 (2011) 344-353

[7] D. Philip Selvaraj, P. Chandramohan, M.Mohanraj: Optimization of surface roughness, cutting force and tool wear of nitrogen alloyed duplex stainless steel in dry turnin process using Taguchi method. Measurement 49 (2013) 205-215

[8] Junyun Chen, Qingliang Zhao: A model for predicting surface roughness in single-point diamond turning. Measurement 69 (2015) 23-30

www.quattroplast.hu

[9] Farkas Gabriella: Esztergált műszaki műanyag felületek mikrotopográfiai jellemzői. Doktori értekezés, Szent István Egyetem, Gödöllő, 2010

[10] Dr. habil. Kalácska Gábor: Műszaki műanyag félkész termékismertető sorozat. Szent István Egyetem, Gödöllő. www.quattroplast.hu. Letöltve: 2016.09.11

[11] Catalin Fetecau, Felicia Stan: Study of cutting force and surface roughness int he turning of polytetrafluorethylene composites with a polycrystalline diamond tool. Measurement 45 (2012) 137-1379

[12] Issam Hanafi, Abdellatif Khamlichi, Francisco Mata Cabrera, Pedro J. Nunez López, Abdallah Jabbouri: Fuzzy rule based predictive model for cutting force in turning of reinforced PEEK composite. Measurement 45 (2012) 1424-1435

[13] Meenu Gupta, Surinder Kumar: Investigation of surface roughness and MRR for turning of UD-GFRP using PCA and Taguchi method. Engineering Science and Technology, an International Journal 18 (2015) 70-81

[14] Béla Palásti- Kovács, Sándor Sipos, Szabolcs Bíró: The Mysteries of the Surface First Part: The Characteristic Features of the Microgeometry of the Machined Surface. Measurement 65 (2015) 181-192