Vliv posuvové rychlosti na povrchová napětí při frézování kalených ocelí

Pavel Nováček

Doctoral thesis

Influence of Feed Speed to Residual Stresses at Hardened Steel Milling

Abstract:

Disertační práce je zaměřena na zkoumání rozložení napětí a na změny napětí v povrchových vrstvách materiálu, který byl před obráběním zakalen v celém svém průřezu na požadovanou tvrdost. U takto připraveného vzorku bylo zmapováno rozložení podpovrchového napětí po frézování různými řeznými podmínkami. Škála řezných podmínek byla volena v rozsahu mezních nástrojových hodnot, aby bylo dosaženo efektu vysokorychlostního obrábění, které by hypoteticky mělo rozložení těchto napětí ovlivňovat příznivěji. Současně byla změřena drsnost obrobených ploch jako jeden z faktorů integrity povrchu. Cílem práce je ověření možnosti širšího uplatnění vysokorychlostního frézování v praxi a to při maximálním využívání výkonových potenciálů obráběcích strojů a nástrojů. Teoretická část práce obsahuje souhrnné informace o problematice vysokorychlostního obrábění, vzniku podpovrchových zbytkových napětí v povrchové vrstvě obrobené plochy a o metodách měření těchto napětí. Dále jsou zde popsány metody měření parametrů drsnosti povrchu, jako dalšího parametru integrity povrchu. V experimentální části práce je zkoumán vliv různých řezných parametrů na zvolené parametry integrity povrchu po obrábění. Hodnocena jsou podpovrchová zbytková napětí v povrchové vrstvě obrobené plochy a parametry drsnosti obrobeného povrchu. V závěru práce jsou shrnuty dosažené výsledky experimentální části práce a jejich možný přínos pro vědní obor a pro praxi. Závěr zahrnuje rekapitulaci výsledků a doporučení pro další výzkum v oblasti vysokorychlostního obrábění.

Abstract:

Thesis is focused on exploration the distribution stress and changes of these stress in the surface layer of the material, which was before machining hardened in the whole cross – section to a desired hardness. This prepared sample was mapped stress distribution after milling with different cutting conditions. Range of the cutting conditions was chosen in the limit values tool to achieve the effect of high speed machining. High – speed machining could have an affect on the stress distribution. It was also measured the roughness of machined surfaces as one of the factors of surface integrity. The aim of the thessis is to verify the possibility of wider use of HSM in practise with maximum use of power potentials cutting machines and tools. The theoretical part contains summary information about HSM, creation stress in subsurface layer of machined area and about measuring methods of these stress. Futher there are described the method of surface roughness parameters, as other parameter of surface integrity. In experimental part of thesis is explored the influence of different cutting parameters on selected parameters of surface integrity after machining. The subsurface stress and surface roughness of machined surface are evaluated in machined layer. Conclusion describes the results of experimental part of thesis and their benefit for science and practice. Conclusion contains recapitulation of results and recommendation for other research in HSM field.

Keywords

HSC, HFC, frézování, podpovrchové, napětí, měření, ocel, kalená, stroj, nástroj, povrch, integrita, drsnost, graf, 3D – mapa

Keywords

HSC, HFC, milling, subsurface residual stress, measuring, steel, hardness, machine, tool, surface, the surface roughness, 3D graphs, maps of subsurface stress

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 3. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 5. 5. 2016
• Supervisor: Robert Čep
• Reader: Dana Stančeková, Ryszard Konderla, Peter Demeč

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta strojní

Doctoral programme / field:
Strojní inženýrství / Strojírenská technologie