ПРОГРАМА РОБОТИ

Дата добавления: 2014-11-12; просмотров: 1225

2.1 В процесі роботи студент має вивчити фактори, які впливають на сили різання, методику і прилади для вимірювання складових сил різання, налагодити верстат для проведення досліджень під керівництвом майстра виробничого навчання.

Провести три серії експериментів, заповнити протокол і побудувати графіки Pzi, Pyi, Pxi = f(S, t, υ).

Вивести формули для визначення складових сили різання в залежності від досліджуваних параметрів.

3 ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОПІДГОТОВКИ

3.1 Які сили діють на токарний різець при точінні? [1, с. 51]

3.2 Яке співвідношення поміж складовими сили різання і на що вони впливають? [1, с. 51, 52]

3.3 Які фактори впливають на силу різання? [1, с. 52, 53].

3.4 Як визначається сила різання при точінні? [1, с. 52, 53]

3.5 Які існують методи і прилади для експериментального визначення сили різання? [1, с. 55...57]

3.6 Як здійснюється математична обробка результатів експериментів при визначенні сили різання? [1, с. 57, 58]

4 ВКАЗІВКИ ПО ПІДГОТОВЦІ ДО РОБОТИ

Сили різання являються важливими параметрами процесу різання. Від їх величини залежить потужність, необхідна для здійснення різання. Вони впливають на спрацювання інструмента та вібрації, а тобто і на якість обробленої поверхні. Сили різання являються вихідними даними при розрахунках на міцність та жорсткість різальних інструментів, елементів оснащення, вузлів деталей металорізальних верстатів.

При практичному вивчені сил різання при поздовжньому точінні рівнодіючу силу R, яка діє на різальний інструмент, розкладають у трьох напрямках, на три складові (Рисунок 1):

Pz - головна складова сили різання, збіжна по напрямку з

швидкістю головного руху різання у вершині леза. По цій

складовій визначається обертаючий момент та

потужність різання;

Рх - осьова складова сили різання, паралельна вісі головного

обертального руху різання. По максимальній величині

цієї сили розраховується механізм поздовжньої подачі

верстата;

Ру - радіальна складова сили різання, спрямована по радіусу

головного обертового руху у вершині леза. Вона

спричиняє вигин оброблюваної деталі і виникнення

вібрацій і має найбільший вплив на точність і

геометричну форму оброблюваної деталі.

Рисунок 1 – Схема розкладу сили

різання при точінні

Між зазначеними складовими сили різання приблизно такі співвідношення:

Pz : Py : Px = 1 : (0,55...0,4) : (0,45...0,25)

Сила різання R уявляє собою геометричну силу трьох складових:

ПриблизноR = 1,1·Pz

Для експериментального визначення сил різання застосовують електричні, гідравлічні та механічні динамометри.

Динамометри у залежності від кількості вимірюваних складових бувають одно-, двох- і трьохкомпоненті. Кожен динамометр складається із пристрою для закріплення різця та розкладу сили різання на складові; датчиків для перетворення вимірювальних складових сили різання в пропорційні механічні переміщення, електричний струм, тиск рідини і т.п., і реєструючого пристрою (індикатор, мікроамперметр, осцилограф).

Сила різання залежить від багатьох факторів:

- розмір перерізу зрізуваного шару (а,в);

- швидкість різання;

- геометричні параметри і шорсткість різальної частини інструменту;

- міра зносу інструменту;

- рід і механічні властивості оброблюваного матеріалу;

- структурний стан оброблюваного матеріалу;

- матеріал різальної частини інструменту;

- змащення та охолодження різальної частини інструменту у процесі різання.

Залежність сили різання від розмірів перерізу зрізуваного шару виявляється основною для визначення оптимальних режимів різання, елементів верстата, пристроїв та інструментів. Ця залежність описується емпіричною формулою:

, Н (1)

де С_р – коефіцієнт, який враховує марку оброблюємого

матеріалу

В емпіричному рівнянні (1) містяться чотири невідомих величини: С_р, x, y, z.

Для їх визначення проводиться три серії дослідів згідно протоколу (Таблиця 1).

Перша серія дослідів проводиться при t, υ = const, друга при υ, S = const, третя при t, S = const.

Покажемо як обробляються експериментальні дані на прикладі третьої серії дослідів.

При t, S = constвеличини будуть постійними і їх можна включити до коефіцієнта С_р .

Тоді (2)

Рівняння (2) – степеневе і на графіку відбивається параболічною кривою. Якщо прологарифмувати це рівняння, то одержимо

, (3)

Якщо побудувати графік цієї залежності у подвійній логарифмічної системі координат, то він буде у вигляді прямої лінії функції y = в + ax.

Показник ступеню z чисельно рівняється тангенсу кута нахилу α цієї прямої. Для його визначення на графіку довільно виділяється прямокутний трикутник і за допомогою лінійки вимірюються протилежний катет а, та прилягаючий b. Тоді

, (4)

Аналогічно визначаються показники ступеню xіy формулі 1, як кутові коефіцієнти відповідних графіків.

У нашому випадку показник ступеню z буде від'ємний (графік іде вниз), показники x і y додатні (графіки ідуть вверх) (Рисунок 2).

Знайшовши x, y, z і використовуючи результати, внесені до протоколу любого досліду, або графіка, за формулою 2, знаходимо числові значення коефіцієнта C_p: , (5)

Рисунок 2 – Залежність

складової

сили різання від

режимів різання

Аналогічно визначаємо залежності:

, (6)

, (7)

5 ОСНАЩЕННЯ РОБОЧОГО МІСЦЯ

5.1 Токарно-гвинторізний верстат моделі 1К62

5.2 Заготовка – сталь 45, σ_В = 750 МПа

5.3 Токарно-прохідний різець Т5К10, 16 х 25 (φ = 45⁰, φ₁ = 10⁰, α = 8⁰, γ = 20⁰)

5.4 Універсальний динамометр УДМ-600 конструкції ВНДІ

6 ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ РОБОТИ І

СКЛАДАННЯ ЗВІТУ

6.1 Установити і закріпити заготовку. Установити діномометр-датчик з різцетримачем на верстат, закріпити різець. Увімкнути підсилювач і відрегулювати коефіцієнт підсилення m = 2,5 (Рисунок 3).

6.2 Провести три серії досліджень згідно протоколу (Таблиця1)

6.3 Записати свідчення динамометрів і визначити величини сил різання за формулою (результати занести до протоколу):

, H (10)

(11)

де A_X,Y,Z - свідчення мікроамперметрів при вимірюванні Px,

Py, Pz (мА)

m - коефіцієнт підсилення, визначений експериментами;

m = 2,5;

К – коефіцієнт тарированого графіку; Кz=0,75; Кх=Ку=1,45.

6.4 За результатами експериментів побудувати в подвійних логарифмічних координатах залежності: Pz = f (t, S, υ), Px = f (t, S, υ), Py = f (t, S, υ)

6.5 Вивести загальну формулу для визначення складових сили різання в залежності від досліджуваних параметрів

6.6 Дати висновки про вплив різних факторів на складові сили різання.

Рисунок 3 – Схема з’єднання пристроїв, які входять

до комплекту динамометра

Таблиця 1 – Протокол експериментів та вимірювань

7 ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ

7.1 Які складові сили різання діють на токарний різець при точінні?

7.2 Як визначається сила різання?

7.3 Які існують методи і прилади для експериментального визначення сили різання?

7.4 Який вплив на силу різання мають елементи режиму різання (υ, t, S ), геометрія різця, матеріал оброблюваної деталі?

7.5 Будова і принцип роботи динамометра УДМ-600

7.6 Як здійснюється математична обробка результатів експериментів?