Материал: Проектная деятельность. методические указания к выполнению практических работ для студентов направления 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств». Жачкин С.Ю., Краснова М.Н
угла резания инструмента при постоянных других геометрических параметрах инструмента, глубине резания t =1,0 мм, подаче s =1,0 мм/об и скорости резания v = 20 м/мин и занести данные в табл. 1.1.
6.На основании полученных данных в логарифмической системе координат строятся графики зависимостей Pz(Py, Px) = f(δ).
7.На основании данных табл. 1.1 и построенных графиков графо-
аналитическим методом определить коэффициенты С и показатели степени zpz, zpy, zpx зависимостей для каждой составляющей силы резания. При этом показатели степени zpz, zpy, zpx определяются как tga1, tga2, tga3 и т. д выражение (1.4), а коэффициенты С - подстановкой в выражения (1.1) и (1.2)
значений величин составляющих Pz, Ру Рx при соответствующих значениях геометрического параметра инструмента из табл. 1.1. Каждое из значений zpz, zpy, zpx, Cp определяется не менее трех раз и затем находится среднее арифметическое.
8.На основании полученных зависимостей Pz(Py, Px) = f(δ) сделать вывод о влиянии угла резания инструмента на составляющие силы резания Pz,
Ру Рx.
9. Оформить отчет по работе.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
№ |
Геометрия инструмента |
Составляющие силы резания |
|||||
подгруппы |
опыта |
a |
δ |
ϕ |
Pz, кн |
Py, кн |
|
Px, кн |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
6
Окончание табл. 1.1
1
2
43
4
5
1
2
53
4
5
Содержание отчета
Отчет оформляется в специальной тетради грамотно и аккуратно. Все записи должны быть выполнены чернилами, а схемы и другой иллюстративный материал карандашом. Отчет представляется на проверку и подпись преподавателю по окончании работы и при сдаче зачета.
Отчет должен содержать следующие разделы:
1.Название, цель и содержание работы
2.Техническая характеристика станка.
3.Физико-механические свойства обрабатываемого материала.
4.Наименование, геометрия и инструментальный материал режущего инструмента.
5.Рабочий эскиз заданного инструмента со всеми видами, сечениями, разрезами, необходимыми для полного уяснения его геометрии (фронтальная, горизонтальная, при необходимости профильная проекции, сечения в главной и вспомогательной секущей плоскостях, дополнительные виды при необходимости).
6.Зависимость составляющих силы резания Pz, Ру Рx, от исследуемого
геометрического параметра инструмента (табл. 1.1).
7. Графики зависимостей Pz(Py, Px) = f(δ) в двойных логарифмических координатах.
8 Расчеты показателей степени zpz, zpy, zpx, и коэффициентов Cp в выражении (1.1).
9. Зависимости Pz(Py, Px) = f(δ) (1.1) с рассчитанными значениями zpz, zpy,
zpx, и Cp.
10. Выводы.
7
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2
Экспериментальное исследование влияния угла в плане инструмента на составляющие силы резания при точении резцом с твердосплавной пластиной
Цель: практическое ознакомление с основными принципами исследования влияния геометрии инструмента на силовые параметры обработки.
Из теории известно, что помимо угла резания на силу резания влияет также угол в плане ϕ; нагрузка на резец увеличивается с уменьшением угла в плане и наоборот. это понятно: при постоянной площади среза f с уменьшением угла в плане уменьшается толщина среза и соответственно увеличивается удельная сила резания. Опыт показывает, что нагрузка растет заметно лишь при весьма малых углах в плане ϕ < 30°. Это подтверждается и формулой А. Н. Челюсткина.
Правда, опыт показывает и более сложную зависимость, когда при угле ϕ > 55° нагрузка не уменьшается, а растет с дальнейшим увеличением угла в плане, что объясняется изменением условий образования стружки у вершины резца. Практически с увеличением угла в плане нередко уменьшают вспомогательный угол в плане, чтобы таким образом сохранить угол при вершине во избежание ослабления резца (рис. 2.1). В таком случае сокращаются остаточные гребешки на обработанной поверхности изделия, следовательно, одновременно возрастает фактическая площадь среза, а тем самым и нагрузка на резец. Последняя может увеличиться еще и потому, что с уменьшением угла ϕ1 усиливается роль вспомогательной режущей кромки, работающей в менее благоприятных условиях.
В действительности сила резания Рz может повышаться также следствие уменьшения переднего угла g при ϕ > 55°, если передняя грань не перетачивается, ибо согласно теории
tgg = cosϕ tgg y +sinϕ tggx
с возрастанием угла в плане величина sin ϕ увеличивается в меньшей степени, чем уменьшается cos ϕ при ϕ > 55°, и, следовательно, будет увеличиваться фактический угол резания , а вместе с ним и сила Рz.
8
Рис. 2.1. Влияние углов в плане на величину остаточных гребешков
Комиссия по резанию металлов рекомендовала учитывать влияние угла в плане для стали по следующим структурным формулам для стали:
P |
= |
|
CP |
|
|
при ϕ =30°−90° |
|
|
|
|
z |
|
|
|
|||
ϕz pz |
|
|
|
|||||
z |
|
|
|
|
|
|||
P |
= |
|
CP |
|
|
при ϕ =30°−90° |
(2.1) |
|
|
|
y |
|
|
||||
|
ϕz py |
|||||||
y |
|
|
|
|
||||
P |
=C |
P |
ϕz px |
при ϕ =30°−90° |
|
|||
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
Графо-аналитический метод обработки экспериментальных данных
Экспериментально установлено, что составляющие силы резания при точении в зависимости от угла резания могут быть определены по следующим формулам (2.1), где Cpx, Cpy Cpz - постоянные коэффициенты, зависящие от физико-механических свойств материала заготовки и условий обработки;
zpz, zpy, zpx, - показатели степеней, учитывающие влияние режимов резания;
Значения постоянных коэффициентов показателей степеней и поправочных коэффициентов в выражениях (2.1) для конкретных условий обработки могут быть определены по однофакторной или многофакторной методике, суть которых состоит в поочередном или одновременном изменении условии обработки.
При изменении только одного из параметров выражение (2.1) для каждой составляющей силы резания примет свой первоначальный вид:
Графически выражения (2.1) изображаются в виде графиков степенной функции. Нахождение коэффициентов Cp и показателей степеней zp таких функций при экспериментальных исследованиях упрощается после логарифмирования
9
ln Pz = ln Cpz + z pz lnϕ |
(2.2) |
Полученные выражения аналогичны уравнениям первой степени вида
y = a +bx |
(2.3) |
Таким образом, выражения (2.2) в двойной логарифмической системе координат, т.е. когда по осям откладываются не сами величины a их логарифмы, изобразятся в виде прямых. При этом показатели степеней, показывающие соответственно степень влияния исследуемого фактора, численно равны тангенсам углов наклона линий функции Pz = f(ϕ) к горизонтальной оси
z pz |
=tga1 |
= a1 |
(2.4) |
|
|
b1 |
|
Cpz, - коэффициенты, зависящие от материалов заготовки и инструмента, условий обработки и прочих факторов, численно равные составляющей Pz силы резания при единичных значениях t, s, v.
Аналогичные вычисления проводятся для Рх и Ру.
Порядок выполнения работы
1.Определить физико-механические свойства обрабатываемого
материала.
2.Измерить конструктивные и геометрические параметры резца, диаметр
идлину заготовки.
3.Произвести тарировку динамометра и построить тарировочный график в координатах показания динамометра - сила резания.
4.Установить динамометр и заготовку на станок.
5.С помощью динамометра и тарировочного графика определить
величины составляющих силы резания Pz , Ру и Рх в зависимости от изменения главного угла в плане инструмента при постоянных других геометрических параметрах инструмента, глубине резания t =1,0 мм, подаче s =1,0 мм/об и скорости резания v = 20 м/мин и занести данные в табл. 2.1.
6.На основании полученных данных в логарифмической системе
координат строятся графики зависимостей Pz(Py, Px) = f(ϕ).
7. На сновании данных табл. 2.1 истрпоенных графиков графоаналитическим методом определить коэффициенты С и показатели степени zpz,
10