Результаты измерения и расчета углов резца

Стр 1 из 6Следующая ⇒

ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Методические указания
к лабораторным работам
для студентов всех форм обучения

Специальность 080502(1) – Экономика и управление на предприятии машиностроения

Санкт-Петербург

Допущено

редакционно-издательским советом СПбГИЭУ

в качестве методического издания

Составитель

канд. техн. наук, доц. Г.Н. Зайцев

Рецензенты

канд. экон. наук, проф. В.Г. Лебедев

канд. техн. наук, доц. Т.А. Макарова

Подготовлено на кафедре

управления качеством и машиноведения

Одобрено научно-методическим советом

специальности 080502(1) – Экономика и управление на

предприятии машиностроения и направления подготовки

менеджмент (производственный)

Отпечатано в авторской редакции с оригинал-макета,

представленного составителем

ã СПбГИЭУ, 2007

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………..5

Лабораторная работа №1

ИЗУЧЕНИЕ ГЕОМЕТРИИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ…………………………………………………..6

Лабораторная работа №2

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГОЕМКОСТИ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ……………………………………………………….….19

Лабораторная работа №3

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ТЕМПЕРАТУРУ РЕЗАНИЯ………...…...…………………...……23

Лабораторная работа №4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ДЕФОРМАЦИИ РЕЗЦА ПРИ ТОЧЕНИИ……………….……………………………………36

Лабораторная работа №5

ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ТОЧЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАЗЛИЧНЫХ СРЕДСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ……………38

Лабораторная работа №6

ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ФРЕЗЕРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАЗЛИЧНЫХ СРЕДСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ………………………………………………….….40

Лабораторная работа №7

ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ И ТРУДОЕМКОСТИ УСТАНОВКИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА НА РАЗМЕР…..42

Лабораторная работа №8

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРУДОЕМКОСТИ УПРАВЛЕНИЯ И ТОЧНОСТИ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ОРГАНОВ СТАНКА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ……………………46

Лабораторная работа №9

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЖЕСТКОСТИ СТАНКА НА ТОЧНОСТЬ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ…………………………………………………….....49

Лабораторная работа №10

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРУДОЕМКОСТИ И КАЧЕСТВА КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ ДЕТАЛЕЙ РАЗЛИЧНЫМИ СРЕДСТВАМИ ИЗМЕРЕНИЙ……………………………….…...52

Библиографический список………..………………………….…..56

Приложение А

ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ ТЕКСТА ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ……………………………..….…….58

Приложение Б

ПРИМЕР ОФОРМЛЕНИЯ ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА ОТЧЕТА

ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ….…….……………………..…..70

ВВЕДЕНИЕ

Лабораторные работы по дисциплине «Технология машиностроения» способствуют удвоению и закреплению студентами теоретических знаний, полученных из лекционного курса и рекомендуемой литературы.

Цель всех лабораторных работ – управление технико-экономическими показателями технологических процессов (ТП).

Лабораторные работы проводятся на действующих металлорежущих станках в мастерских колледжа «Станкоэлектрон».

Студенты очной и очно-заочной формы обучения выполняют все лабораторные работы, а заочной – № 2, 5-10.

Перед выполнением лабораторной работы студенту необходимо:

а) проработать по литературным источникам и рекомендованной литературе соответствующую тему дисциплины, устройство используемых в лабораторной работе средств технологического оснащения (СТО) и методику проведения работы;

б) подготовить исходные данные для отчета (таблицы, схемы и т.д.).

Перед началом лабораторной работы студенты должны пройти инструктаж по технике безопасности при проведении эксперимента. Непосредственная работа на станке осуществляется учебным мастером.

Выполнению каждой лабораторной работы предшествует проверка знаний студентов по этой работе. К лабораторной работе допускаются только подготовленные студенты.

Студенты с помощью учебного мастера выполняют лабораторную работу, затем обрабатывают экспериментальные данные и заполняют отчет по лабораторной работе. Требования к оформлению отчета по лабораторным работам приведены в Приложении А. Пример оформления титульного листа отчета по лабораторной работе приведен в приложении Б.

Лабораторная работа №1

ИЗУЧЕНИЕ ГЕОМЕТРИИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ

1. Цель работы: изучение основных видов токарных резцов и измерение их геометрических параметров.

2. Основные понятия и определения

Обработка – действие, направленное на изменение свойств предмета труда или выполнение технологического процесса.

Обработка резанием – это обработка, заключающаяся в образовании новых поверхностей отделением поверхностных слоев материала с образованием стружки, сопровождаемая деформированием и разрушением поверхностных слоев материала.

Резание – основной метод механической обработки заготовок, позволяющий обеспечить их точность и качество поверхности.

При резании с поверхности заготовки удаляется часть материала (стружка) с помощью режущей части инструмента в форме клина, который перемещается относительно заготовки – рабочие движения могут иметь как инструмент, так и заготовка. Для обеспечения процесса резания также выполняются вспомогательные движения, необходимые для установки заготовки, отвода и подвода инструмента, настройки станка и другие.

Рабочие движения подразделяются на главное и движение подачи.

Главное движение обеспечивает отделение стружки от заготовки и выполняется с наибольшей скоростью и значительным усилием.

Движение подачи позволяет подводить под режущую кромку все новые участки поверхности заготовки и тем самым распространять процесс резания на всю обрабатываемую поверхность.

Элементами процесса резания являются скорость резания, подача, глубина резания и геометрия срезаемого слоя.

Режимом резания называют совокупность скорости подачи и глубины резания.

Скорость резания – это путь точки режущего лезвия относительно обрабатываемой поверхности в направлении главного движения в единицу времени V, м/мин (или при шлифовании V, м/с).

При токарной обработке (рис. 1) скорость резания – скорость вращения заготовки определяется по формуле:

, (1)

где Д_заг – наибольший диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм;

n – частота вращения заготовки, мин^–1 (об/мин).

Подача – это путь точки режущего лезвия инструмента относительно заготовки в направлении движения подачи за один оборот заготовки (при токарной обработке). Продольная подача S_пр (рисунок 1) осуществляется вдоль, а поперечная S_п– поперек оси заготовки.

На обрабатываемой заготовке различают три вида поверхностей (рис. 1):

а) обрабатываемую поверхность 1, с которой снимается стружка;

б) обработанную поверхность 2, полученную в результате обработки;

в) поверхность резания 3, образуемую непосредственным движением режущего лезвия инструмента.

Глубина резания t – это расстояние в мм между обрабатываемой и обработанной поверхностями заготовки, измеренное перпендикулярно к последней за один рабочий ход инструмента, относительно обрабатываемой поверхности.

При точении цилиндрической поверхности глубина резания – это разность диаметров до и после обработки, деленная пополам:

, (2)

где d – диаметр обработанной цилиндрической поверхности, мм.

Рис. 1. Элементы процесса резания

Геометрия срезаемого слоя включает: ширину, толщину и площадь поперечного сечения.

Ширина срезаемого слоя b – расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измерение по поверхности резания.

Толщина срезаемого слоя а – расстояние, измеренное по нормали к поверхности резания между двумя последовательными положениями поверхности резания за время одного оборота заготовки.

Номинальная площадь поперечного сечения срезаемого слоя (рис. 1) F_ном рассчитывается по формуле:

F_ном = f_ABC_Д = t × S_пр = а × b (3)

Действительное сечение срезаемого слоя f_д=f_ВСДЕменьше номинального F_номна величину площади осевого сечения гребешков, остающихся на обработанной поверхности f₀=f_АВЕвследствие совокупного действия движущей скорости и подачи.

Элементы режущей части любого металлорежущего инструмента и его геометрические параметры одинаковы и аналогичны соответствующим параметрам наиболее простого инструмента – токарного проходного резца.

Токарный прямой проходной резец состоит из двух частей: рабочей головки I и стержня (тела) II (рис. 2).

Для других видов резцов головка может быть отогнута влево или вправо либо изогнута вниз или вверх.

Рис. 2. Элементы токарного прямого проходного резца

В большинстве случаев резец является составным: державка из конструкционной стали и режущая пластинка из твердого сплава или иногда из быстрорежущей стали. Соединение пластинки и державки может быть как неразъемным (пайка, сварка), так и разъемным с механическим креплением, что облегчает смену пластинки, а также позволяет работать последовательно несколькими поверхностями (многогранные пластинки).

Стержень имеет квадратную или прямоугольную форму поперечного сечения и служит для закрепления резца в резцедержателе станка. Рабочая часть резца выполняет работу резания и включает несколько элементов.

Передняя поверхность 1 (рис. 2) – поверхность, по которой сходит стружка в процессе резания. Задние поверхности обращены к обрабатываемой заготовке: главная – 2 обращена к поверхности резания, а вспомогательная – 5 – к обработанной поверхности.

Пересечение передней и задней поверхностей образуют две режущие кромки: главную 3 и вспомогательную 6. В зависимости от формы передней и задней поверхностей режущие кромки могут быть прямолинейными и криволинейными.

Пересечение режущих кромок носит название вершины резца 4, которая всегда имеет радиус закругления.

Режущие кромки и прилегающие к ним контактные поверхности на передней и задней поверхностях в совокупности образуют главное и вспомогательное режущее лезвия соответственно.

Для определения углов, под которыми располагаются поверхности рабочей части инструмента относительно друг друга, вводят инструментальную систему координатных поверхностей.

Основная плоскость (ОП)– плоскость, параллельная направлениям продольной и поперечной подач. У токарных резцов за основную плоскость принимают горизонтальную плоскость, совмещенную с нижней опорной (базовой) плоскостью корпуса (рис. 3, а).

Плоскость резания (ПР) проходит через главную режущую кромку резца касательно к поверхности резания заготовки (рис. 3, а).

Главная секущая плоскость (ее след N-N) – плоскость, перпендикулярная к проекции главной режущей кромки на основную плоскость (рис. 3, б).

а) б)

Рис. 3. Координатные плоскости токарного прямого проходного резца

Вспомогательная секущая плоскость (ее след N₁-N₁) – плоскость, перпендикулярная к проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость.

У токарного резца различают главные и вспомогательные углы, которые условно измеряют в статике, т.е. когда совершается лишь главное движение резания, а движения подачи нет. Принято, что ось стержня резца находится в горизонтальной плоскости перпендикулярно к линии центров токарного станка (оси заготовки), вершина резца находится на линии центров станка. Углы токарного проходного резца показаны на рис. 4. Очевидно, что плоскость рисунка является основной плоскостью. Линия, проведенная через проекцию главной режущей кромки на основную плоскость – след плоскости резания, линия, проведенная перпендикулярно проекции главной режущей кромки на основную поверхность – след главной секущей плоскости. Справа вверху даны сечения резца главной секущей плоскостью и определяемые в этой плоскости главные углы резца – передний g, задний a, угол заострения b, угол резания d.

Главный передний уголg – угол между следами передней поверхности и плоскости, перпендикулярной к следу плоскости резания. С увеличением переднего угла облегчается процесс стружкообразования и снижается усилие резания, но уменьшается прочность инструмента. Последнее недопустимо при черновой обработке, особенно при работе с ударами и при обработке твердых и хрупких материалов, когда передний угол может быть даже отрицательным.

Главный задний уголa – угол между следами плоскости резания и главной режущей кромки – необходим для уменьшения трения между главной задней поверхностью резца и поверхностью резания заготовки. Увеличение угла a приводит с одной стороны к снижению износа резца по главной задней поверхности, а с другой – к уменьшению прочности режущего лезвия.

Угол заострения b – угол между следами передней и главной задней поверхностей резца – определяет прочность главного режущего лезвия.

Угол резания d – угол между следами передней поверхности резца и плоскости резания.

Рис. 4. Углы резца в статике

Как видно из рис. 4 между четырьмя главными углами существуют следующие зависимости:

a + b + g = 90° (4)

d = a + b (5)

d = 90° – g (6)

Вспомогательные углы: задний a₁, передний g₁ и заостренный b₁ измеряют во вспомогательной секущей плоскости (изображены на рис. 4).

Вспомогательный задний уголa₁ – угол между следами вспомогательной задней поверхности и следом плоскости, проходящей через вспомогательную режущую кромку. Угол a₁ служит для уменьшения трения вспомогательной задней поверхности резца об обработанную поверхность заготовки.

Вспомогательный передний уголg₁ – угол между следами передней поверхности и плоскости перпендикулярной к плоскости, проходящей через вспомогательную режущую кромку.

Вспомогательный угол заостренияb₁ – угол между следами передней и вспомогательной задней поверхности резца:

a₁ + b₁ + g₁ = 90° (7)

В плане различают следующие углы резца:

Главный угол в плане j – угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи.

С увеличением угла j увеличивается длина активной части режущей кромки, улучшается теплоотвод и уменьшается износ инструмента, снижается шероховатость поверхности. Но при слишком малом значении j возникают вибрации, что приводит к снижению качества обработанной поверхности и увеличению износа резца.

Вспомогательный угол в планеj₁ – угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением противоположным направлению подачи.

Угол j₁ служит для уменьшения трения вспомогательной поверхности резца об обработанную поверхность заготовки.

Угол при вершине в планеe – угол между проекциями режущих кромок на основную плоскость:

j + j₁ + e = 180° (8)

Угол наклона главной режущей кромкиl измеряют в плоскости, проходящей через главную режущую кромку, перпендикулярно основной плоскости, между главной режущей кромкой и линией, проведенной через вершину резца параллельно основной плоскости. Если вершина резца является внешней точкой главной режущей кромки (рис. 5, а), то угол l отрицателен и стружка сходит в направлении подачи.

а) б) в)

Рис. 5. Углы наклона главной режущей кромки резца:

а – отрицательный; б – равен нулю; в – положительный

Если главная режущая кромка параллельна основной плоскости, то l=0 и стружка сходит по оси резца.

Если вершина резца является низшей точкой главной режущей кромки, то угол l положителен и стружка сходит в направлении, обратном направлению подачи. Положительный угол l также упрочняет вершину инструмента, поэтому при черновой обработке необходимо задать угол l положительным.

Методика выполнения работы

а) Технологическое оснащение, исходные материалы и данные.

Оборудование: токарно-винторезный станок.

Приспособления: трехкулачковый самоцентрирующий патрон, задний центр.

Вспомогательные инструменты: четырехпозиционный резцедержатель.

Режущие инструменты: токарные резцы, основные виды работ, выполненных которыми показаны на рис. 6.

а) б) в)

г) д) е)

ж) з) и)

з) и)

Рис. 6. Виды работ, выполняемые токарными резцами:

1) точение наружных цилиндрических поверхностей проходными резцами: а – прямым, б – отогнутым, в – упорным, с подрезкой торца;

2) нарезание наружной резьбы резьбовым (г) резцом;

3) подрезка торца подрезным (д) резцом;

4) точение переходных поверхностей (галтелей) галтельными (е) резцами;

5) протачивание канавки прорезным (ж) резцом;

6) отрезка заготовки отрезным резцом (з) с наклонным режущим лезвием;

7) растачивание сквозного отверстия проходным расточным резцом (и);

8) растачивание глухого отверстия упорным (к) расточным резцом;

9) нарезание внутренней резьбы резьбовым (л) резцом.

Измерительные приборы: настольный угломер, лупа с пятикратным увеличением.

Контроль заточки резцов, осуществляемый, как правило, по главной задней поверхности, включает проверку правильности углов и качество заточенных поверхностей.

Состояние главной режущей кромки проверяется с помощью лупы с пятикратным увеличением. Резец, имеющий зазубрины и выкрашивания, подвергается повторной заточке. Завалы на режущих кромках проверяются лекальной линейкой на просвет.

Контроль углов резца производится настольным угломером (рис. 7).

Рис. 7. Схема измерения переднего угла g настольным угломером

Угломер состоит из платы 1, перпендикулярно которой установлен направляющий стержень 2. По стержню передвигается ползунок 3, закрепленный на нем винтом 4. К ползунку 3 прикреплен сектор 5 с делениями. На секторе вокруг оси 0 вращается рычаг-линейка 6, имеющий две мерительные поверхности А и Б. Поверхность А рычага касается без зазора передней поверхности резца; при этом указатель В на шкале сектора показывает значение переднего угла g. Измерение вспомогательного переднего уг-

ла g₁ производится аналогично, но резец поворачивается к линейке 6 вспомогательной режущей кромкой.

При измерении задних углов (a и a₁) мерительная поверхность Б касается без зазора главной или вспомогательной задней поверхности соответственно.

При измерении угла наклона главной режущей кромки l поверхность Б совмещается с главной режущей кромкой и на шкале сектора 5 отсчитывается значение угла l.

Рис. 8. Настольный угломер

Для измерения углов в плане j и j₁ резец кладется на плиту 1 угломера одной из боковых поверхностей державки. Углы в плане измеряются в плоскости, параллельной оси резца. Значения углов отсчитываются так же, как и при измерении углов g и a.

При измерении углов резца последний устанавливается на плите угломера таким образом, чтобы режущая кромка резца была перпендикулярна плоскости рычага.

Настоящий настольный угломер обеспечивает точность измерения углов в пределах 1°.

В более совершенной конструкции угломера (рис. 8) на рычаге-линейке имеются четыре мерительные поверхности: Б – для углов g, g₁ и l; В – для углов a и a₁; А – для углов j< 58°иj₁; Г – для углов j> 58°. В последнем случае измеряют дополнительный угол (90° – j).

Значение углов b, d, b₁, e определяют по формулам (4-8).

Заготовки: прутки или втулки из стали.

Задание: ознакомиться с основными видами работ или токарными переходами. Измерить углы токарных резцов.

Литература: по устройству применяемых средств технологического оснащения смотри рекомендуемую литературу [1-8].

б) Порядок проведения работы.

1. На токарных станках студентам демонстрируются все основные виды работ или токарные переходы, представленные на рис. 6.

2. Студент анализирует все основные виды токарных переходов, показывает на эскизах основные движения, параметры режима обработки и поверхности: обрабатываемую обработанную и резания.

3. Студент получает индивидуальное задание – резец, отличный от прямого проходного резца. Для этого резца студент выполняет следующие эскизы:

а) схему основного вида обработки этим резцом с указанием элементов процесса резания, аналогично рис. 1;

б) эскиз резца в аксонометрии или в двух проекциях с указанием поверхностей и режущих кромок, аналогично рис. 2;

в) схему измерения углов резца для основного вида обработки, аналогично рисунку 4.

4. Производится измерение углов согласно разработанной схеме, рассчитываются значения не измеряемых углов по формулам (4-8) и заполняется таблица 1.

Таблица 1

Методика выполнения работы

а) Технологическое оснащение, исходные материалы и данные

Оборудование: токарный станок.

Приспособления: трехкулачковый самоцентрирующийся патрон, задний центр.

Вспомогательные инструменты: резцедержатель-динамометр.

Режуще инструменты: токарные проходные резцы.

Измерительные приборы: штангенциркуль, динамометр.

Заготовки: вал из стали.

Задание: на основе экспериментальных исследований получить зависимости тангенциальной составляющей силы резания Р_z, мощности N_p, затрат на электроэнергию С_эс и трудоемкости t_o от скорости V, подачи S и главного угла в плане резца j при продольном точении вала диаметром Д_з, длиной 1 и с глубиной резания t. Выбрать варианты ТП, обеспечивающие минимум затрат на электроэнергию и минимум трудоемкости с учетом технологических ограничений.

Литература: по устройству применяемых СТО и основных теоретических положениях процесса резания смотри рекомендуемую литературу [1-12].

б) Порядок проведения работы

1. Протарировать динамометр – перевести отклонения D_и индикатора 6 [10, рис. 1] в единицы силы (кгс).

а) В гнездо динамометра-резцедержателя 5 вместо резца 4 вставить тарировочный палец 4 [10, рис. 2, б].

б) На тарировочный палец надеть штангу 2 с поддоном 1.

в) Нагружая поддон последовательно грузами 3 определенного веса снимать показания D_и индикатора 6 и заполнять табл. 1.

г) Разгружая поддон последовательно от грузов 3 снимать показания D_и индикатора и заполнять табл. 2.

д) По результатам табл. 2 построить нагрузочную и разгрузочную ветви графика Q = f (D_и).

е) Аппроксимировать графически, т.е. подобрать математическую зависимость (в рассматриваемом случае линейную) с наименьшими погрешностями описывающую нагрузочную ветвь графика.

Для этого нужно соединить точки нагрузочной ветви и провести аппроксимирующую прямую линию так, чтобы площади, ограниченные ломаной линией под прямой и над прямой, были равны. С помощью аппроксимирующей прямой по показанию индикатора D_и1 находится соответствующее значение силы Р_z [14, рис. 2, а].

Таблица 2

Экспериментальных данных

№ п/п	Главный угол резца в плане j	Режимные параметры	Показатели процесса точения
V, м/мин	n, об/мин	S, мм/об	D_и, дел	Р_z, кгс	N_p, кВт	t_o, мин	С_эс, руб
	45° 11°

5. Установить заготовку-вал в трехкулачковом самоцентрирующемся патроне 1 токарного станка и поджать задним центром 3 [10, рис. 1].

6. Проточить участки вала диаметром Д_з длиной 1 при заданных глубине резания t, подаче 3 и пяти скоростях V, записывая показания индикатора D_и в табл. 3.

7. Занести пять значений подачи S и постоянное значение скорости V в табл. 3.

8. Повторить п.6 при заданной скорости V и пяти подачах S, записывая показания индикатора D_и в табл. 2.

9. Заменить резец с j=45° на резец с j=90°.

10. Повторить п. 6 при одном значении скорости V.

11. По тарировочному графику определить значение Р_z и занести в табл. 3.

12. Рассчитать значения N_p(1), t_o(3) и С_эс(2) и занести в табл. 3.

13. Построить на миллиметровой бумаге на одном графике зависимости Р_z = f (V), N_p = f (V), C_эс = f (V), t_o = f (V), а на втором графике Р_z = f (S), N_p = f (S), C_эс = f (S), t_o = f (S).

14. Сделать выводы по влиянию скорости V, подачи S и угла j на затраты электроэнергии С_эс и трудоемкость t_o. Дать рекомендации по выбору значений V, S и j, обеспечивающих минимум затрат электроэнергии С_эс и максимум производительности с учетом технологических ограничений: по мощности привода; по стойкости инструмента; по прочности: державки резца, режущей пластинки, механизма подач станка; по шероховатости обработанной поверхности Р_z; по точности обработки и т.д.

в) Содержание отчета

1. Наименование и цель работы.

2. Наименования, модели станка, приспособлений, вспомогательных, режущих и измерительных инструментов.

3. Эскиз и марка материала заготовки.

4. Схема точения [10, рис. 1] с указанием, конкретных значений: Д_з, l, t.

5. Схема тарировки динамометра [10, рис. 2, б].

6. Результаты тарировки динамометра (табл. 2).

7. График тарировки динамометра с графической аппроксимацией и примером определения значения Р_z.

8. Результаты измерения и расчет (табл. 3).

9. Пример расчета показателей: N_p, t_o, C_э при постоянных значениях S и n и соответствующего им значения Р_z из табл. 3.

10. Совмещенные графики зависимостей силы резания Р_z, мощности N_p, основного времени t_o и затрат на электроэнергию силовую С_эс от скорости V на одном графике, и от подачи S – на другом на миллиметровой бумаге.

11. Результаты влияния угла j на показатели процесса (табл. 4).

Таблица 4

Методика выполнения работы

а) Технологическое оснащение, исходные материалы и данные.

Оборудование: токарно-винторезный станок.

Приспособления: трехкулачковый самоцентрирующий патрон, задний центр.

Вспомогательный инструмент: токарный проходной правый прямой резец с j=45° из Т15К6.

Измерительные инструменты: штангенциркуль, милливольтметр, изолирующие прокладку провода.

Наиболее распространенным методом измерения температуры в зоне резания является метод естественной термопары, образованной обрабатываемым и инструментальным материалами.

Схема такой термопары представлена на рис. 12.

Рис. 12. Измерение температуры резца методом естественной

термопары

Горячим спаем такой термопары является зона резания, а холодным спаем – свободная часть обрабатываемой заготовки и инструментального материала резца. После соединения холодных концов естественной термопары с милливольтметром фиксируется термо-ЭДС, которая пропорциональна разности температур холодного и горячего концов термопары. Для того, чтобы электрическая цепь «заготовка – резец» замыкалась на милливольтметр, а не на «землю» заготовка должна быть изолирована в патроне, а задний центр 1 в пиноли задней бабки токарного станка прокладками. Резец также изолирован от суппорта станка. В результате тарировки термопары сталь 45-Т15К6, выполненной в расплаве свинца с помощью эталонной медь-константановой термопары, можно получить аналитическую зависимость, с помощью которой можно вычислить температуру в градусах Цельсия по показаниям «U» милливольтметра.

q° = 53U + 22 (12)

Заготовка: пруток из стали 45.

Задание: на основе экспериментальных исследований определить численные значения коэффициента С_q и показателей степени a, b, g в зависимости

q°= С_q × V^a× S^b× t^g(13)

Литература: по устройству применяемых средств технологического оснащения смотри рекомендуемую литературу [3, 9, 11, 13].

б) Порядок проведения работы.

1. Провести серию экспериментов.

Работа выполняется методом традиционного планирования экспериментов. Причем каждый из параметров режима резания (V, S, t) варьируется на трех уровнях, так как заранее известно, монотонное влияние каждой из этих переменных на независимую переменную – температуру в зоне резания. Таким образом, реализуется матрица 3´ 3´ 3=27 опытов. Значения независимых переменных приводятся в табл. 5.

Таблица 5

Температуры резания

№ оп.	V, м/мин	n_p, об/мин	n_n, об/мин	V_n, м/мин	S, мм/об	t, мм	U, мВ	q°С	С, q
					0, 07	0, 5
					0, 07 0, 07	0, 5 0, 5

Окончание табл. 5

№ оп.	V, м/мин	n_p, об/мин	n_n, об/мин	V_n, м/мин	S, мм/об	t, мм	U, мВ	q°С	С, q
					0, 2 0, 2 0, 2	0, 5 0, 5 0, 5
					0, 4 0, 4 0, 4	0, 5 0, 5 0, 5
					0, 07 0, 07 0, 07
					0, 20 0, 20 0, 20
					0, 4 0, 4 0, 4
					0, 07 0, 07 0, 07
					0, 20 0, 20 0, 20
					0, 40 0, 40 0, 40

2. Привести примеры расчета n_р [11, (31)], V_n [11, (32)] и q (12).

3. Найти значения логарифмов параметров режима резания: lgS₁, lgS₂, lgS₃, lgt₁, lgt₂, lgt₃, lgV_n₁, lgV_n₂, lgV_n₃.

4. Разбить студентов полугруппы на три бригады. По результатам наблюдений первой бригады студентов получить зависимость температуры от скорости резания (V_n),

q = C¢ _V × V^a, (14)

где С¢ _V= C_q × S^b× t^g= const.

Зависимость в логарифмических координатах имеет вид:

lgq= lgC_V+ a × lg V (15)

Нужно построить три графика.

Первый график (рис. 13, а) строится при t₁=0, 5 мми включает три прямые при S₁=0, 07 мм/об, S₂=0, 2 мм/об и S₃=0, 4 мм/об. Второй график(рисунок 13, б) строится при t₂=1 мми включает три прямые при S₁=0, 07 мм/об, S₂=0, 2 мм/об и S₃=0, 4 мм/об. Третий график (рис. 13, в) строится при t₃=2 мм и включает три прямые при S₁=0, 07 мм/об, S₂=0, 2 мм/оби S₃=0, 4 мм/об.

а) б) в)

Рис. 13. Зависимость температуры от скорости резания

Каждая прямая получена методом графической аппроксимации, т.е. проведена так, чтобы заштрихованные площади над прямой F₁ и под прямой F₂ и F₃(рис. 14) были одинаковы.

Рис. 14. Графическая аппроксимация экспериментальных данных:

1, 2, 3 – экспериментальные точки, соединенной ломаной линией;

4 – аппроксимирующая прямая

Линия пересечения аппроксимирующей прямой с осью ординат дает значение коэффициента lgC_V.

Снятые с графика в выбранном масштабе значения a и b позволяет определить показатель степени a, равный тангенсу угла наклона прямой.

a (16)

В формулу (16) подставляются средние арифметические значения a_сри , полученные из 9 прямых (рис. 13 и табл. 6).

Таблица 6

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Основная литература

1. Базров Б.М. Основы технологии машиностроения. Учебник для вузов. – М.: Машиностроение, 2005.

2. Зуев А.Л. Технология машиностроения – 2-е изд. испр. и доп. – СПб.: Издательство «Лань», 2003.

3. Материаловедение и технология металлов. Учебник для студентов машиностр. спец. вузов. Г.П. Фетисов, М.Г. Кирпман, В.А. Митюнин и др. Под ред. Г.П. Фетисова – 3-е изд. испр. и доп. – М.: Высшая школа, 2003.

4. Основы отраслевых технологий и организации производства. Учебник/ Ю.М. Аносов, Л.Л. Бекренев, В.Д. Дурнев, Г.Н. Зайцев, В.А. Салтыков, В.К. Федюкин/ Под ред. В.К. Федюнина. – СПб.: Политехника, 2004.

5. Проектирование технологических процессов в машиностроении. Учебное пособие для вузов / И.П. Филонов, Г.А. Белов, Л.М. Кожуро и др. / Под ред. И.П. Филонова. – CД.-Мн.: УП «Технопринт», 2003.

6. Суслов А.Г. Технология машиностроения. Учебник для студентов машиностроительных спец. вузов. – М.: Машиностроение, 2004.

7. Технологические основы управления качеством машин./ А.С. Васильев, А.М. Дальский, С.А. Климский и др. – М.: Машиностроение, 2003.

8. Технология конструкционных материалов. Учебное пособие для вузов / Под ред. М.А. Шатерина. – СПб.: Политехника, 2003.

9. Технология машиностроения в 2 кн. Кн.1 Основы технологии машиностроения. Учебное пособие для вузов. / Э.Л. Жуков, И.И. Козарь, С.Л. Мурашкин и др. / Под ред. С.Л. Мурашкина. – М.: Высшая школа, 2005.

12 3 4 5 6 Следующая ⇒