Integrita obráběného povrchu

Download Report

Transcript Integrita obráběného povrchu

Slide 1

Integrita obráběného povrchu


Slide 2

Integrita obráběného povrchu

Vlastnosti a chování každého povrchu po
obrábění určuje integrita povrchu. Integrita
povrchu je soubor vlastností povrchu
vytvořených předcházejícími procesy k
jeho konečné tvorbě. V průběhu obrábění
ovlivňuje jednotlivé prvky interity mechanické a tepelné zatížení povrchu jednotlivých působících složek procesu, v našem případě tedy ovlivňují integritu všechny parametry broušení.


Slide 3

Integrita obráběného povrchu

Ucelený soubor vlastností povrchu,
který predikuje užitnou hodnotu
součástí.


Slide 4

Integrita obráběného povrchu
PROCES ŘEZÁNÍ

Řezná síla

DEFORMACE

TEPLO

VYTVÁŘENÝ POVRCH


Slide 5

Integrita obráběného povrchu

JAKÉ SLOŽKY TEDY TVOŘÍ INTEGRITU
POVRCHU ?


Slide 6

Integrita obráběného povrchu









Geometrická přesnost
Drsnost povrchu a jeho profil
Zbytková napětí
Změny tvrdosti v povrchové vrstvě
Změny struktury
Tepelné změny a trhliny
Chemické změny


Slide 7

Integrita obráběného povrchu

JAK VZNIKÁ NOVÝ POVRCH ?


Slide 8

Integrita obráběného povrchu


Slide 9

Integrita obráběného povrchu








Broušení probíhá při záběru vysokého množství zrn s nepravidelnou
geometrií a některými rozdíly geometrie v porovnání s jedno nebo
několikabřitými nástroji. Dochází k neustálému opotřebení zrn, jejich
odlamování, lomu a uvolňování z vazby brousicího kotouče. Vzhledem
k vysoké rychlosti řezání jsou tyto změny vysoce dynamické v porovnání
s opotřebením např. soustružnického nože, frézy atd.
Při broušení probíhá elastická a následně plastická deformace malého
množství materiálu při záběru jednotlivého zrna, po překročení pevnosti
v rovině smyku dochází k vytvoření třísky. Tento mechanismus
charakterizuje tvorbu třísky v oblasti běžných rychlostí broušení. Při
broušení vysokou rychlostí vc>150 m.s-1 je předpoklad tvorby třísky bez
znatelné plastické deformace a při vyšších rychlostech nestačí materiál
reagovat na záběr zrna a dochází k usmýknutí částic materiálu ve tvaru
velmi drobných třísek, případně je předpokladem tečení materiálu. To
dokumentují třísky kulovitého charakteru, které jsou při těchto rychlostech
pozorovány.
Dalšími mechanismy působícími při tvorbě broušeného povrchu je plastická
deformace a vznik rýh (škrábání) bez úběru třísky. Při tvorbě povrchu,
zejména u plastických materiálů nesmíme opomenout také nalepování
částic na broušený povrch. Otázkou je, zda tyto částice lze nazvat
nárůstkem.
Důležitým faktorem působení zrna na broušený povrch je tření mezi
hřbetem zrna a případně tření zapříčiněné velkým radiusem ostří zejména
klasických brousicích materiálů.


Slide 10

Integrita obráběného povrchu

CO MAJÍ SPOLEČNÉHO
KLASICKÉ TECHNOLOGIE A
BROUŠENÍ ?
1. Odběr materiálu ve tvaru třísky po fázi elastické a plastické deformace
2. Vznik a působení tepla

3. Trojrozměrný tvar nástroje
4. Dynamika procesu
5. Vytváření stop po nástroji na obrobku
6. Vznik povrchu určité integrity
7. Opotřebení nástroje


Slide 11

Integrita obráběného povrchu

Srovnání technologií s definovaným ostřím a broušení


Slide 12

Integrita obráběného povrchu

Vliv rádiusu břitu zrna na velikost oblasti plastické deformace

r2

r1

h2
h1


Slide 13

Integrita povrchové vrstvy
Primární plastická deformace
Oblast primární plastické deformace při obrábění

 Geometrie nástroje
 Řezné podmínky
 Řezné prostředí
 Vlastnosti materiálu obrobku

2/11


Slide 14

Integrita povrchové vrstvy
Oblast kontaktu nástroje s obrobkem
Oblast styku hřbetu nástroje a obrobené plochy

3/11


Slide 15

Integrita povrchové vrstvy
Sekundární plastická deformace
Vznik nárůstku na základě sekundární plastické deformace
materiálu

 Tvorba nárůstku
 Pozitivní vliv tvorby nárůstku
 Negativní vliv tvorby nárůstku

4/11


Slide 16

Integrita obráběného povrchu

Vliv velikosti zrna na drsnost povrchu a tvorbu třísky


Slide 17

Integrita obráběného povrchu

1
2
3
4
5
6

1 – adsorbovaná vrstva (až do 0.1 m),
2 – oduhličená vrstva kovu, oxidy a nitridy (až do 0.1 m),
3 – oblast plastické deformace (až do 500 m),
4 – oblast elastické deformace (do 500 m),
5 – tepelně ovlivněná oblast (do 200 m),
6 – neovlivněný materiál


Slide 18

Integrita obráběného povrchu – geometrická přesnost

• Geometrická přesnost je určena odchylkami
tvaru, jedná se zejména o souosost, kruhovitost,
válcovitost, kolmost a rovinnost. Z hlediska
ovlivnění přesnosti vlastním obráběním se jedná
zvláště o kruhovitost, válcovitost a rovinnost.
Uvedené parametry mohou být ovlivňovány
kmitáním soustavy, nehomogenitou materiálu
obrobku, proměnlivou tuhostí nástroje nebo
proměnlivou tuhostí jeho upnutí.


Slide 19

Integrita povrchové vrstvy
Geometrická přesnost





Kmitání soustavy
Nehomogenní materiál
Změna tuhosti
Opotřebení nástroje

5/11


Slide 20

Integrita obráběného povrchu – vlnitost povrchu

Vznik vlnitosti povrchu u kotoučů (CBN, diamant)


Slide 21

Integrita obráběného povrchu – vlnitost povrchu

vs= 35 m/s,
vfr= 0,17 mm/min
vfr= 0,13 mm/min
waviness : 19,31 m
13,74 m
wave-shift (revolution overlap) : 0, without filtration

vfr= 0,07 mm/min
10,45 m


Slide 22

Integrita obráběného povrchu – vlnitost povrchu

vs= 35 m/s,
vfr= 0,13mm/min
waviness : 3,08 m
wave-shift : 0,25
without filtration

1,62 m
0,25
filter 0 – 50

2,43 m
0,15
without filtration

0,95 m
0,15
filter 0 – 50


Slide 23

Vznik příčné vlnitosti při dané velikosti frekvenčního posuvu,pro
tloušťku odebírané vrstvy 0,3 a 0,6 ms-1 bez vyjiskřování a s
maximální dobou vyjiskřování


Slide 24

Integrita obráběného povrchu – vlnitost povrchu


Slide 25

Integrita obráběného povrchu – drsnost povrchu

• Drsnost povrchu je definována normou ČSN EN
ISO 4287. Dle této normy je i v současné době
nejčastěji používán parametr Ra – průměrná
aritmetická úchylka posuzovaného profilu, dále
norma definuje největší výšku profilu Rz příp.
celkovou výšku profilu Rt a průměrnou výšku
prvků profilu Rc. Hodnotu Rz uváděnou v ISO
z deseti bodů již tato norma nedefinuje. Dále je
vhodné k analýze povrchu a jeho nosnosti využít
i další parametry dané normou (Rq, Sm, Rsk,
Rku) a parametry 3D hodnocení povrchu.


Slide 26

Charakteristiky drsnosti povrchu
Průměrná aritmetická úchylka posuzovaného profilu, Ra
-aritmetický průměr absolutních hodnot pořadnic
Z(x) v rozsahu základní délky

Největší výška profilu, Rz

součet výšky Zp nejvyššího výstupku profilu a
hloubky Zv nejnižší prohlubně profilu v rozsahu
základní délky

Z (x)

Celková výška profilu, Rt

součet výšky Zp nejvyššího výstupku profilu a hloubky Zv
nejnižší prohlubně profilu v rozsahu vyhodnocované délky ln


Slide 27

Vlivy na drsnost povrchu
 Nástroj (druh abraziva)
 Obrobek

 Řezné podmínky
 Řezné prostředí


Slide 28

Integrita obráběného povrchu – drsnost povrchu

• Drsnost je ovlivněna nástrojem (druh materiálu zrn a
jejich velikost, velikost, ostrost a počet břitů, geometrie
zrna, pevnost, případně křehkost zrna, tepelná vodivost
zrna, vlastnostmi složek a stavbou nástroje, vazba, druh
a pevnost vazby zrna a pojiva, počet zrn na jednotkové
ploše, tepelná vodivost brousicího kotouče, orovnávací
režim).
• Dalším činitelem jsou vlastnosti obrobku (pevnost a
plasticita, tvrdost povrchu, tepelná vodivost, rozměr a
způsob zpracování).
• Důležitou roli drsnosti povrchu hraje vlastní stroj svojí
konstrukcí a možnostmi vytvoření potřebných podmínek
procesu (řezné podmínky, řezné prostředí).


Slide 29

Integrita obráběného povrchu – drsnost povrchu

Drsnost povrchu při broušení oceli 14 109 a 17 246 zrny bílého korundu a SG


Slide 30

Dosažená drsnost povrchu zrny bílého korundu, růžového
korundu, monokrystalického korundu a SG

vs = 27 ms-1, mat. ocel 14 220.4, chlazeno 3% Robol


Slide 31

Vliv struktury broušeného materiálu na drsnost povrchu


Slide 32

Vliv redukce procesní kapaliny při broušení bílým korundem 99A


Slide 33

Vliv orovnávání na drsnost povrchu

4.47
3.70

4.00

4.45

4.67

SP
MP

3.00
2.00
1.00

7.50
7.00

0.900
0.850

6.50

0.800

6.00

0.750

5.50

0.700

5.00

0.650

4.50

0.653
0.524

4.00

0.600
0

10

0.00

20

30

40

Vs [m/s]

Rz

Rmax

Rt

Porovnání vlivu typu orovnavače na parametry drsnosti povrchu
SP – jednokamenový diamantový orovnavač,
MP – vícekamenový diamantový orovnavač

6.50

Rz
Rmax
Rt
Ra

6.00

Rz,Rmax,Rt[μm]

Ra

5.50
5.00

0.800
0.700
0.600

4.50
4.00

Ra[μm]

[μm]

5.00

8.00

5.92
Rz,Rmax,Rt[μm]

5.69

6.00

0.950

Rz
Rmax
Rt
Ra

Ra[μm]

8.50

7.00

0.500

3.50
3.00

0.400
0

10

20

30

40

Vs [m/s]

Vliv orovnávací rychlosti brousicího kotouče na drsnost broušeného povrchu,
a) jednokamenový orovnavač, b) vícekamenový orovnavač


Slide 34

Vliv parametrů orovnání na drsnost povrchu

6.00

0.900

5.50

0.700

5.00
4.50

Rz
Rmax
Rt
Ra

4.00

3.00
0

0.02 0.04 0.06 0.08

0.600

Rz,Rmax,Rt[μm]

6.00

3.50

a)

5.50

0.800

Ra[μm]

Rz,Rmax,Rt[μm]

6.50

Rz
Rmax
Rt
Ra

5.00
4.50

0.750

0.650

0.550

4.00
0.450
3.50

0.500

3.00

0.400
0.1

0

0.02 0.04 0.06 0.08

0.350
0.1

Ad [mm]

Ad [mm]

b)

Vliv hloubky orovnání brousicího kotouče na drsnost broušeného povrchu, a) jednokamenový orovnavač,
b) vícekamenový orovnavač

Ra[μm]

7.00


Slide 35

Vlivy na profil povrchu
a) Druh abrazivního materiálu
b) Druh obráběného materiálu
c) Stavba brousicího kotouče
d) Řezné podmínky
e) Orovnání brousicího kotouče
f)

Řezné prostředí


Slide 36

Vliv technologie obrábění na povrch obrobené plochy

a) soustružení, b) čelní frézování, c) frézování válcovou frézou, d) broušení


Slide 37

Skutečný profil povrchu obráběný:
a) soustružením,
b) frézováním válcovou frézou,
c) broušením,
d) superfinišováním


Slide 38

PROFIL POVRCHU PO BROUŠENÍ

Profil povrchu na délce 4,8 mm,
materiál zrna a) bílý korund, b) SG

Profil povrchu, broušeno CBN,
rychlost kotouče vs=40m.s-1,
přísuv a) vfrr=0,17mm.min-1, b)vfr=0,34mm.min-1


Slide 39

HODNOCENÍ PROFILU


Slide 40

ZBYTKOVÁ NAPĚTÍ


Slide 41

Integrita povrchu – zbytková napětí

Velmi důležitým prvkem integrity povrchu
jsou zbytková napětí vytvořená v povrchové vrstvě v průběhu vlastního procesu
a současně ovlivněna superpozicí předcházejících způsobů zpracování povrchu.
V průběhu obrábění jsou zbytková napětí
vyvolána mechanickým a tepelným zatížením povrchu jednotlivých působících
složek procesu, v našem případě jsou
ovlivněna všemi parametry broušení.


Slide 42

• Zbytková napětí jsou důležitým činitelem při ovlivňování užitných
vlastností součásti. Tato napětí působí nejen na dynamickou
únosnost povrchu, kdy mohou zvyšovat vliv např. tzv.technologických vrubů, ale i na životnost a jakost konstrukčních celků,
ovlivňují korozivzdornost, odolnost proti opotřebení a rozměrovou
stálost součástí.
• Velikost zbytkových napětí je ovlivněna množstvím působícího tepla,
velikostí mechanického zatížení povrchu broušené plochy a
souvisejícími změnami struktury.
• Vzhledem k tomu, že se tloušťka ovlivněné vrstvy po broušení
pohybuje mezi 0.3 až 0.5 mm, není nutno uvažovat ovlivnění
statické pevnosti součástí. Vliv zbytkových napětí na dynamickou
pevnost a únavu součástí je naopak velmi výrazný, vliv bude
významný i v případě použití součástí za vyšších teplot. Dominující
vliv zbytkových napětí má jejich smysl, velikost a průběh.


Slide 43

VZNIK ZBYTKOVÝCH NAPĚTÍ

Vlivem mechanického zatížení a teploty dojde k rozdělení oblasti plastické deformace na dvě části:
* oblast a: v této oblasti dochází k velkému smrštění a tudíž ke zkrácení vláken
* oblast b: v této oblasti nedojde ke smrštění vláken, vlákna jsou tedy trvale protažena
Vlákna v oblasti elastické deformace se tímto snaží vrátit do původního stavu. Tímto se na povrchu materiálu
vytvoří tahová napětí.

Průběh zbytkových napětí v povrchové vrstvě broušeného materiálu


Slide 44

Superpozice zbytkových napětí


Slide 45

Integrita povrchu – zbytková napětí

Vliv nástroje
Brousicí nástroj má vliv na mechanické i tepelné zatížení
povrchu. Zatížení vyvolává:

geometrie zrn, radiusy jejich zaoblení, radiusy
řezných hran a velikost zrn, stavba brousicích zrn,

tepelná vodivost zrn, chemické a fyzikální vlastnosti
(povrch po broušení bílým korundem bude mít vyšší
teplotu oproti povrchu broušenému např.CBN, rozdíl se
zvyšuje s růstem hloubky třísky).

pojivo brousicího kotouče, zejména jeho pevnost a
vlastní tepelná vodivost.


Slide 46

Integrita povrchu – zbytková napětí

Vliv obrobku
Obrobek působí na vznik zbytkových pnutí:
• Materiálovými vlastnostmi – zpevňovací schopností, strukturou,
hodnotou tepelné vodivosti, chemickým složením, případně svým
průměrem ovlivňujícím dobu kontaktu a ochlazování povrchu.
• Zpevňovací schopnost běžných materiálů závisí na teplotě, při
vyšších teplotách k nimž při broušení dochází probíhá zotavení
materiálu, jeho rekrystalizace a zpevnění povrchu může být teplotou
eliminováno. Při zpevňování materiálu dochází k poklesu tažnosti a
všeobecně plasticity. Materiály s výraznou zpevňovací schopností
jsou zejména austenitické oceli, dále např. některé středně a vysoce
legované oceli, které se vyznačují feritickou a feriticko-perlitickou
strukturou.


Slide 47

2000

1500

1500

1000

1000

s (MPa)

s (MPa)

2000

500
0
-500

0

0,05

0,1

h(m m )

-1000
CBN

0,15

500
0
-500

0

0,05

0,1

h (m m )

-1000
bílý korund

SG

14 109.6

SG

0,15

CBN

16 420.6

Průběh zbytkových napětí po broušení oceli
vs=35 m.s-1, vfr=0.26 mm.min-1,
procesní kapalina DIOL 5%

0,2


Slide 48

Integrita povrchu – zbytková napětí

1200

1000

1000

800

600

600

s (MPa)

s (MPa)

800
400
200

400
200

0
-200 0

0,04

0,08

-400
SG

0

0,12
0,16
h (m m )

-200

0

SG

CBN

a)

0,05
CBN

0,1

0,15

0,2
h (m m )

b)

Průběh zbytkových napětí po broušení nástrojové oceli a) 19 802.6, b) 19 824.6,
rychlost brousicího kotouče vs=35 m.s-1, vfr=0.26 mm.min-1, procesní kapalina DIOL 5%
200

Residual str ess (MP a)

150
100
50
0
- 50

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

d e p th (m m )

- 100
- 150
- 200
- 250

0,6

A 99B

C BN

0,7


Slide 49

Integrita povrchu – zbytková napětí

Řezné prostředí
• Pracovní prostředí při broušení svojí ochlazovací
schopností a mazacími účinky snížuje množství vznikajícího tepla a ovlivňuje tepelnou bilanci, tj. procentuální přestup tepla do jednotlivých prvků – obrobku,
nástroje, třísky, prostředí. Působení procesní kapaliny je
velmi složitým dějem a musíme zde brát v úvahu
všechny ostatní složky procesu. Vliv procesní kapaliny
na tvorbu konečného povrchu byl prokázán v řadě prací. Otázkou je nejen složení kapaliny (poměr eliminace
tepla vznikajícího třením a ochlazování místa tvorby
třísky), ale důležitou oblastí je množství, tlak a rychlost
přiváděného media.


Slide 50

Integrita povrchu – zbytková napětí





Řezné podmínky
Vliv řezných podmínek spočívá ve velikosti mechanického zatížení povrchu a ovlivnění množství vznikajícího tepla vlivem tření
brousicích zrn a pojiva o povrch broušeného materiálu, tření třísky
o brousicí zrno a pojivo a ovlivnění velikosti a rychlosti deformace.

Hloubka odebírané vrstvy nebo pracovní rychlost přísuvu u zapichovacího broušení mohou tvořit limitní faktor zbytkových napětí v případě malého rozměru brousicích zrn. V uvedeném případě při určité hloubce třísky narůstá tření zrn o materiál při
plastické deformaci materiálu a kdy zde dochází k růstu tepelného zatížení. Je to podobný jev jako když při soustružení bude
rádius ostří v hodnotě hloubky odebírané vrstvy materiálu.


Slide 51

Integrita povrchu – zbytková napětí

2000
1500

s (MPa)

1000
500
0
0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

-500
-1000
SG

SG 50m/s

h (mm)

Vliv zvýšení rychlosti brousicího kotouče


Slide 52

PRŮBĚH MIKROTVRDOSTI V POVRCHOVÉ VRSTVĚ


Slide 53

Ukázka provedení 3 řad vtisků


Slide 54

Průběh tvrdosti povrchové vrstvy po broušení

vs = 27 ms-1, vfr = 0,26 mmmin-1, chlazeno 3% Robol


Slide 55

Průběh tvrdosti v povrchové vrstvě, ocel 12 050.4, HRC 44


Slide 56

Vliv snížení množství procesní kapaliny na průběh tvrdosti
povrchu


Slide 57

Změny struktury
 Vysokopopuštěný martenzit
 Martenziticko - austenitická vrstva

 Globulární perlit, popuštěný martenzit


Slide 58

Změny struktury
 Rychlost ohřevu105 - 106 °Cs-1
 Trvání ohřevu

10-1 - 10-3 s

Citlivost na změny struktury
(žáropevné, žáruvzdorné slitiny, Ti slitiny)


Slide 59

Opaly a trhliny
Opaly
 Stav brousicího kotouče
 Volba brousicího kotouče

 Množství procesní kapaliny a její vlastnosti
Trhliny


Slide 60

OPALY


Slide 61

ZMĚNY INTEGRITY POVRCHU PŘI DYNAMICKÉM ZATÍŽENÍ


Slide 62

1400
1200

600

600
400
200
0
0

-200

0,1

0,2

0,3

0,4
h (mm)

0cyklů

5000cyklů

50000cyklů

Zbytkové napětí [MPa]

800

800

s (MPa)

1000

400
200
0
-200
-400
-600
-800
0,000

0,025

0,050

0,075

0,100

0,125

0,150

0,175

0,200

Hloubka pod povrchem [mm]
1400

0 cyklů

1200
1000

50000 cyklů

Změny zbytkového napětí v povr-chové vstvě
po časovém zatížení 5 a 50 tisíci cykly,
zatěžovací síla 63N.mm-1

800

s(MPa)

5000 cyklů

600
400
200
0
0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

-200
h(mm)
0cyklů

5000cyklů

50000cyklů

Změny zbytkového napětí v povrchové vrstvě po daném počtu
zatěžovacích cyklů – hypotéza, a) při nízkém zatížení povrchu,
b) při vysokém zatížení povrchu


Slide 63

Skutečnost ………….

Změna průběhu zbytkových napětí při provozním
zatížení 5 a 78 hodin, povrch broušen brousicím
kotoučem se zrnem SG, vc= 30m.s-1, vp= 0,26 mm.min-1,
kapalina Diol

Změna průběhu zbytkových napětí při provozním
zatížení 5 a 78 hodin, povrch broušen brousicím
kotoučem se zrnem SG, vc= 30m.s-1, vp= 0,64
mm.min-1, kapalina Diol


Slide 64

1500

600
500
400
300

500
0
0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

-500

Napětí s (MPa)

Napětí s (MPa)

1000

200
100
0
-100

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

-200

-1000

-300
-400

-1500
-500

hloubka h (mm)

hloubka h (mm)

30/0,26/0

30/0,26/78

30/0,64/0

30/0,64/78

Změna průběhu zbytkových napětí při provozním zatížení
78 hodin, povrch broušen brousicím kotoučem se zrnem
CBN, vc= 30m.s-1, vp= 0,26 a 0,64mm.min-1, kapalina Diol

37/0,26/0

37/0,26/78

37/0,64/0

37/0,64/78

Změna průběhu zbytkových napětí při provozním
zatížení 78 hodin, povrch broušen brousicím
kotoučem se zrnem CBN, vc= 37m.s-1, vp= 0,26 a
0,64mm.min-1, kapalina Diol


Slide 65

ZÁVĚRY VZNIKU ZBYTKOVÝCH NAPĚTÍ
Uvedené průběhy byly potvrzeny stanovením zbytkového napětí v povrchu pomocí
rentgenové difrakce. Při tomto měření byly zjištěny následující poznatky:

• v broušeném povrchu bez provozního zatížení je asi 25% zbytkového austenitu,
v povrchu po 78 hodinách provozního zatížení zbytkový austenit není,
• makropnutí (napětí 1.druhu) v tangenciálním směru na vnějším radiálním
povrchu dosahuje u nezatíženého povrchu hodnoty - 280±MPa, u povrchu po
provozním zatížení – 1920 ±50 MPa,
• pnutí 2.druhu (jako složka mikropnutí) je u povrchu po provozním zatížení o 780
MPa vyšší než u nezatěžovaného povrchu,

• pnutí 3. druhu (jako složka mikropnutí) je u zatíženého povrchu o 8,5 GPa vyšší
oproti nezatíženému povrchu.
Při provozním zatížení dochází k trvalé deformaci povrchu, pod povrchem potom
k deformaci elastické. Plastická deformace aktivuje v povrchové vrstvě také rozpad
austenitu za vzniku feritu, což přispívá také ke vzniku tlakového zbytkového napětí.


Slide 66

1050

2,5

0,5

1000

2

0,4

1,5

0,3

1

0,2

0,5

0,1

850

0

800
0,000

0
0 cyklů
Ry

Rt

5 tis.cyklů
Ra

50tis.cyklů

Tvrdost HV

0,6

Ra (mm)

Ry,Rt (mm)

3

950
900

0cyklů

0,050

0,100

5tis.cyklů

0,150

0,200

50tis.cyklů

Změny drsnosti povrchu a tvrdosti v povrchové vrstvě
v průběhu zatěžování povrchu

0,250

0,300
h(m m )


Slide 67

Změny profilu povrchu

Ra=0,22 m; Rt=3,07 m

0 cyklů
Ra=0,26 m;Rt=2,33 m
Ra=0,12 m; Rt=1,31 m

4 800 cyklů
Ra=0,24 m; Rt=2,15 m
Ra=0,09 m; Rt=1,78 m

48 000 cyklů
Ra=0,19 m; Rt=1,71 m

Slitinová ocel 15 241.4
2.105 cyklů
Ra=0,17 m; Rt=1,44 m

Ložisková ocel 14 109.4


Slide 68

Změny profilu povrchové vrstvy

Ra=0,48 m; Rt=4,97 m, 0 cyklů

Ra=0,35 m; Rt=3,53 m, 48000 cyklů

Ra=0,39 m; Rt=3,82 m, 960 cyklů

Ra=0,31 m; Rt=2,63 m, 206400 cyklů

Změny profilu povrchu po dynamickém zatížení povrchu daného počtu cyklů, materiál 19 824.6


Slide 69

Změny 3D profilu

a)

b)
Profil 3D broušeného povrchu zrnem SG, vc=37m.s-1,
vp=0,64mm.min-1, a) po 5 hodinách zatížení, b) po 78
hodinách zatížení
a)

b)

Profil 3D broušeného povrchu
zrnem CBN, vc=30m.s-1,po 78
hodinách provozního zatížení,
a) vp=0,64mm.min-1,
b) vp=0,26mm.min-1


Slide 70

Závislosti změn kvalitativních parametrů povrchu

0,450
0,400

1,1

Drsnost Ra [mm]

K ru h o vi to s t [mm ]

1,2

1
0,9
0,8
0,7

0,300
0,250
0,200
0,150
0,100
0,050

0,6
0,E + 00

0,350

2,E + 03

4,E + 03
6,E + 03
P o če t cyklů
14 109

15 241

8,E + 03
19 824

Změny kruhovitosti po daných
cyklech zatěžování

1,E + 04

0,000
0,E+00

1,E+04

2,E+04
3,E+04
Počet cyklů
14 109
15 241

4,E+04

5,E+04

19 824

Změna drsnosti povrchu Ra po daných
cyklech zatěžování povrchu


Slide 71

Změny tvrdosti v povrchové vrstvě

19 824.6
710,00

680,00

920

670,00

900

660,00
650,00
640,00
0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,300

0,350

vzdálenost od povrchu (m m )
0 cyklů

4800 cyklů

2*10E5cyklů

3,75*10E5

48000cyklů

370
365
360
355
350

0 cyklů

0,1

0,2
0,3
0,4
vzdálenost od povrchu (m m )

4800 cyklů

860
840
820
800
0,1

0 cyklů
2*10E5

375

0

880

0

15 241.6

380

Mikrotvrdost
HV

Ocel 14 109.4

690,00

Mikrotvrdost HV

Mikrotvrdost HV

700,00

48000cyklů

0,2
0,3
0,4
hloubka pod povrchem (mm)
4800cyklů
3,7*10E5

48000cyklů


Slide 72

Vliv mazání povrchu olejem

Změny profilu povrchu
zatěžovaného na vzduchu při
mazání olejem, broušeno kotoučem
SG, vc=37m.s-1, vp=0,26 mm.min-1,
materiál obrobku 14 109.6

Změny profilu povrchu po dynamickém
zatížení povrchu daného počtu cyklů za
sucha, materiál 14 109.6, broušeno SG

Změny profilu povrchu
zatěžovaného na vzduchu při
mazání olejem, broušeno
kotoučem CBN, vc=37m.s-1,
vp=0,26 mm.min-1, materiál
obrobku 14 109.6


Slide 73

1,2

600

1

500

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

20

40

60

80

100

zbytkové napětí (MPa)

Drs nos t R a

Korozní prostředí

provoz ní z atíž ení (hodin)
C B N běž né pros tředí

S G komora

kruhovitos t (mm)

Změny drsnosti povrchu při zatěžování v korozní
komoře a běžném prostředí při mazání olejem
23
21
19
17
15
13
11
9
7
5
3
1
-1

300
200
100
0
-100 0

0

800
400
0
-400 0
-800
-1200
-1600
-2000
-2400
-2800
-3200

0
0

20

40

60

0,1

0,2

0,3

0,4

-200

zbytkové napětí (MPa)

C B N komora

400

80

78 olej

78 kom ora

0,1

78 olej

0,2

78 kom ora

hloubka (mm)

0,3

0,4

hloubka (mm)

100

provoz ní z atíž ení (hodin)
CBN

C B N k omora

SG

S G k omora

Změny kruhovitosti zatěžovaného povrchu
v korozní komoře a v běžném prostředí při
mazání olejem

Změna průběhu zbytkového napětí broušeného
povrchu v průběhu provozního zatížení a) broušeno
zrnem CBN, b) broušeno zrnem SG, realizováno
v běžném prostředí, při mazání olejem a při mazání
olejem v korozní komoře, povrch broušen vc=37 m.s-1,
vp=0,26 mm.min-1


Slide 74

Křivka materiálového podílu

Křivky materiálového poměru profilu u
povrchu vzorku zatěžovaného na
vzduchu a) po broušení, b) 5 hodin, c)
78 hodin provozního zatížení, broušeno
kotoučem SG, vc=37m.s-1, vp=0,26
mm.min-1, materiál obrobku 14 109.6

Křivky materiálového poměru profilu
u povrchu zatěžovaného na vzduchu
při mazání olejem, broušeno SG, a)
po broušení, b) 5 hodin provozu, c)
78 hodin provozního zatížení ,
vc=37m.s-1, vp=0,26 mm.min-1,
materiál obrobku 14 109.6

Křivky materiálového poměru profilu u
povrchu zatěžovaného v korozní komoře
při mazání olejem, broušeno CBN, a) po
broušení, b) 5 hodin provozu, c) 78
hodin provozního zatížení, vc=37m.s-1,
vp=0,26 mm.min-1, materiál obrobku
14 109.6