Invloed van de warmtebehandeling van staal op de bewerkbaarheid

Invloed van de warmtebehandeling van staal op de

bewerkbaarheid

Citation for published version (APA):

Zweekhorst, E. T. W. (1962). Invloed van de warmtebehandeling van staal op de bewerkbaarheid. (TH

Eindhoven. Afd. Werktuigbouwkunde, Laboratorium voor mechanische technologie en werkplaatstechniek : WT rapporten; Vol. WT0052). Technische Hogeschool Eindhoven.

Document status and date: Gepubliceerd: 01/01/1962 Document Version:

Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record Please check the document version of this publication:

• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be important differences between the submitted version and the official published version of record. People interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the DOI to the publisher's website.

• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.

• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page numbers.

Link to publication

General rights

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain

• You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.

If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please follow below link for the End User Agreement:

www.tue.nl/taverne

Take down policy

If you believe that this document breaches copyright please contact us at:

openaccess@tue.nl

providing details and we will investigate your claim.

I~

technische hogeschool eindhoven/'

laboratorium voormechanische technologie en werkplaatstechniek rapport van de sectie:

titel:

lnvloed ven de warmtebehandeling van staal op de bewerkbf.'arheid.

auteur(s):

Ir. E.T.W.Zweekhorst

sectieleider:

hoogleraar: Prof.Dr. P.G.Veenstra samenvatting ;

'Uitgaande van de resultaten van een onderzoek van Opit~ en Weber wordt aan methode beschreven voor het bepalen van de bewerkb88rheid (specifieke snijsnelheid) als functie van de warmtebehandeling ven'het werkstukmateriaal. De methode berust op een experimenteel ver,band tussen de spa,nning in het afschuifvlak en de specifieke snijsnelheidop voor-waarde dat de gebruiksduur bepaald wordt door de slijtage van het, spaanv::lak.

prognose

Deze proef ken als propaedeuseproef worden uitgevoerd (warmtebehandeling en dynamometriet e'Ventueel met

Taylor-proefgecombineerCW'. Het ui twerken kan als 4e' jaarsopdracht worden uitgegeven. . van 6 biz. rapport nr. 0052 codering: C

4

e trefwoord: bewerkbaar-heid staal datum:' aantal biz. 6 geschikt voor publicatie in: ongeschikt voor publicRtie

rapport nr. 0052

0

-Lit·eratuur: 1) H.Opitz, G.Weber.

5 - .

Einflusz der Warmebehandiung von Baustahlen s.uf Spanentstehung, Schnittkl:'aft und Standzeitverhalten

Forschu~gsbericht~ des Wirtschafts- und Verkehrsmi-nister11,lms Nordrhein-Westfalen Nr. 215 (1956). 10 I 20 -2S I -30 e35 - 404S - SOl-, 2) H .Hucks •

Del' ZerspanungBvorgang als Problem der Mohr'schen Gieitflachentheori~fiir den z'.'I'ei- und dreiachsigen, Spa nnungs zus tanq .•

Werksta.ttstechnik und Mascliineilbau6 (1953) bIz.

253-260 •.

3)' H.Opitz, G.Weber.

Einflusz.von Werkstoff und Zerspanungsbedingungen auf Span- und ,Freiflachenverschleiss.

VJerkzeugmaschine und Fertigungstechnik (Ind .Anz)

9

(1953) bIz.

906-914.

4) Ir. E.T.W.Zweekhorst.

Sylle.bus yen hetcollege IITechnische 'Versp~ningsleer"

T.H. Eindhoven 1963.

Bij ongelegeerde sta~lsoorten vonden O~itz en Weber, dat.de warmte-beha.ndeling van het werkstukmateria.al geen invloed heeft op de hoo(dsnijkracht. Dit in tegenstelling derhalve metwat in het col-lege IITechnische Verspaningsleerfl wordt geleerd en voIgt uit de re-latie van Kronenberg. Het verschil' in warmtebehandeling komt tot uiting in een andere afschuifspanning, gecombineerd met een andere spaanl3tuiking, waarvan de effecten op de hoofdsnijkra.cht elkaar compenseren. Aangezien Kronenberg zijn snijkrachtsrelatie baseert op de Brinellherdheid -eventueel treksterkte- van het materiaal en dezegrootheid beinvloed wordt door de warmtebehandeling, ZQU

uit-drukkelijk moeten worden vermeld, dat de Brinellhardheid van de normaal gegloeide toestand bepalendis.

De specifieke snijsn'eIheid is als aspekt van de bewerkbaarheid be-langrijker dan de specifieke snijkracht. De specifieke snijsnelheid wordt sterk beinvIoed door de warmtebehandeling. En wel op geheel andere wij ze dan door Kron,enber'g aangegeven wordt". yoor de speci-fieke snijsnelheid is n.l. die warmtebehandeling gunstig, waarbij zonder verhoging Vfl,n de treksterkte een lagere .rek. en een lagere kerfsIagwaarde wordt verkregen. In dat geval, blijkt de spaanvlak-slij tage miild'er groot. Niet aIleen blijkt de Brinellhardheid geen

me. a tgevenfte grootheid te zijn;ook kan het gebruiksduurcri terium

door :de warmtebehandeling veranderen. Kronenberg evenwel heart

1'11-leen. de vrijloopvlakslijtage'als criterium voor de gebruiksduur gebruikt ..

werkplaatstec:hnlek _{technische hogeschool eindhoven}

rapport nr. 0052 bIz. 3 van 6 biz. Or--. 5 1Q -20 25 30 35

-In eerste' benadering zal de vrijloopvlb.kslij ta.ge conform de spaan-vla.kslijt8ge door de w~rmtebehaildeling wprden be:{:nvloed. Het slij-tageverloop op'het 'vrijloopvlak,wordtn.l. s:terk ·'beinvl0.ed door de temperetuur va~ hat, ge~e·e?scha:p. Deze wordt in hoge m'ate bepaald door de~situetie op het'spaanvlek. Evenwel, wanneer na een warmte-behandeling derek en de kerfslagwaarde laag zijnf,W6rdt de vrij~ loopvlakslij tage 'minder_ kri tisell'i Di.t is bovendien nog a fhankelijk ven de aanzet. Bijgrote aiulzetten is dit verschijnsel niet meer teconstateren. Bet gevolg is'~ dat <Ie dubbellogarithmische grafiek: gebruiksduur versus snijsnelheid met de aanzet ala parameter niet altijd evenwijdige lijne~ ver~ooni. .

Als de spaanvlakslijtage daarentegen de gebruiksduur bepae.lt, '" blijkt een lage.2,fsehuifsp.!'l:,nning 'gepaard' te gaan' met een -kleine

waarde vc:n de afschuifhoek:en:i~:~n groot contactvlak, tussen spaan en beitel. De druk en ~e sneiheld op het spaanvlak zijn gering, resulterend in een geringe spaanvlakslijtage (een vrijloopvlak-slijtage). Volgen Opitz en Weber 3) bestaat het verband:-: '

wae:rin

~

=

hZ' Kk '

Hk de afstand is vande-hartIijn van de kolk tot de snij-kant, .

h_Z de securtdaire spaandikte is,

Kk het kolk-kengetal.is d.i. een materiaal-paringsconst.ante, die niet wordt beinvIoed door de warmtebehandeling.

Als A de spaanstuiking is dan moetook:

en daar A in verband staat'met de afschuifhoek <p .en de primaire spaandikte h1

met

de aanzet a:

::: C.a cos (S-cp)

sin IV

Hieruit zou volgen dat als een grote Hk gunstig is een kleine IV

4Or-- gunstig kan zijn.

45

r--Noch-de treksterkte, noch de strekgrens 1 de rek, de kerfslagw8.arde en de hardheid kunnen een maat voor de spaanvlakslijtage worden genoemd, weI de schuifspanning.

Opitz en Weber bepalen de schuifspanning door gebruik te maken van de theorie van Hucks Z). Di~ is minstens niet fraai. Door de af-schuifhoek met een spaandiktemeting te bepalen en de wrijvings-coefficient op het spaanvlak met behulp van een dynamometer kan

50 ~ de afschuifspanning eveneens worden bepaald. Deze bepaling vS.n de

o 5 lQ 15 20 25 30 35 45 so

rapport .nr. 0052 bIz. 4 van· 6 bl

z.1

wrijvingsooeffd.cient is niet erg nauwkeurig, maar voldoende. Opitz en Weber vonden tevens dat d.e afschuifspenning niet door de snij-snelheid ~D de aaD~et worden belnvloedt zodat door het kiezen van de snelheid e,D de aanzet de nauwkeurigheid gunstig kan worden be-lnvloed. Het verband voIgt uit onderstaande vergelijkingen

5

en6.

Voor een orthogonale beitel geldt:

=

to~ale b~itelkracht hoofdsnijkracht

=

,:aanzetkracht = afschuifkracht

=

normaalkracht op afschuifvlak

=

norma.alltra.cht pp spaanvlak

= wrij vingskrach't op spaanvlak S

=

spaanhoek ~

=

afschuifhoek = = = werkplootstechnlek wrijvingshoek prima"ire spaandikte,' _{. ....} ~ secundaire spa~ndikte, spaanbreedte'

0 5 10 15 20 25

-30 35 40 45 50

•

rapport nr. 0052 biz.

5

van

6

biZ.

F

::::

_FN

(cos _{S +} tan _p sin S)

CD

v

...

®

F·;, ::::

F

t cos (p S' + ,) s F t ::::

FN

/

cos p

(})

Uit

_®

en

0)

voIgt: F ::::

_FN

. cos

(p-

8 + cp)

@

S cos p

Uit

(0

en

CD

volg't: FV

-.

= F'8 cos' P cos S _cos + _{(p .. 8} tan

e

₊ sin _cp)

s

cos S + tan p sin 8

=

~s sin cp cos P cos (p. _ S + cp) Hierin kan

P

bepaald worden met:

F a F v -wa.aruit tan

=

F w

=

F \'V cos

s: -

F sia S ,,' ,N ;. sin 8 + F, _N cos"S ' _. voIgt:

.F

::::

F

cos,_8 ₊

F

w a v F

-F

' .. j S +

F

:::: _Sl.n N a F

F

+

F

tan ,S .~ w a v P ::::

FN

:::: F

-

F tan S v a .. sin S cos. 8 v

@

Het is mogelijk op eenvoudige ~Jze met behulp van een'2 componen-ten dynamometer de invloed van de warmtebehandeling op de specifie-ke snijsnelheid te bepalen met behulp tevens van onderstaande fi-guur aan Opitz en Weber ontleend.

150

8 '

;

6or----4----~~---~

60

.' . ,100 2.00

o

5 15 20 . 25. 30 35 40 45 so

rappOrt nr. 0052 ,1 biz. 6 van 6 'biz.

I

Het opstellen'vandet.e gl:'afiek kanCioor studenten worden uitgevoerd in plaa ts van de Taylor-pl'oei' o'f ,a,ls ae.nvulling hierop. Daarmee is .een fraaie combinatie

van

3

proeve!l ,verkregen: warmtebehandeling

(metello) dyne.momet,;"i:e en slijtagemeting. Een meetapparaat voor het meten van despaanvlakslijts.ge :is eenvoudig te vervaardigen. Het opstellen van eenschema ':van dergelijke proeven en een eerste . uitvoering ervan kan. ·e~6:4,e'j~.a:rsproef worden.verricht.

' \ " ~ l . . . ,,~ ' . . . " " " '\ .,."', .

.

"