УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ И ГЕОМЕТРИИ ИНСТРУМЕНТА НА ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ТОЧЕНИИ
3.1. Цель работы
Исследовать влияние подачи S, скорости резания V и главного угла в плане φ на шероховатость обработанной поверхности при точении.
Получить навыки проведения работ исследовательского характера и научиться анализировать и обобщать полученные опытные данные.
3.2. Техника безопасности
Перед проведением работы необходимо изучить правила техники безопасности.
При выполнении данной работы следует обратить особое внимание на соблюдение следующих требований:
1. Надежно закреплять обрабатываемую деталь на станке;
2. Перед включением станка убедиться в том, что пуск его никому не угрожает опасностью;
3. Быть особенно внимательным при обтачивании левой ступени образца, расположенной у патрона.
Все правила техники безопасности подлежат безусловному выполнению.
3.3. Подготовка к проведению работы
Предварительно необходимо изучить общие теоретические сведения, изложенные в начале третьего раздела.
Качество поверхности деталей машин, шероховатость, при обработке металлов резанием зависит от ряда факторов: режимов резания; физико-механических свойств обрабатываемого материала; геометрии рабочей части режущего инструмента и степени его затупления; материала режущего инструмента; вида обработки; наличия смазывающе-охлаждающей жидкости; жесткости системы СПИД.
|
|
При обработке деталей резцом за один оборот изделия резец перемещается на величину подачи. При этом на обработанной поверхности остается часть металла, не снятая резцом и образующая остаточный гребешок. Высота и форма остаточных гребешков определяется, помимо величины подачи, формой режущего инструмента (рис.12) - величиной углов в плане φ и φ1 и радиусом закругления вершины.
Рис. 12 - Образование остаточных гребешков при точении
Влияние подачи на размеры шероховатости связано не только с указанными выше геометрическими причинами, но также в значительной степени обусловлено пластическими и упругими деформациями в поверхностном слое.
Скорость резания также является одним из существенных факторов, влияющих на шероховатость поверхности при точении. Малые скорости резания углеродистых конструкционных сталей (менее 20 м/мин) вызывают сравнительно небольшие температуры и способствуют образованию элементной стружки без заметных деформаций верхнего слоя обработанной поверхности. Неровности на обработанной поверхности незначительны.
С увеличением скорости резания до 20-40 м/мин выделение тепла увеличивается до такой степени, что обрабатываемый металл приваривается к передней грани резца, образуя нарост. В связи с этим возрастает шероховатость обработанной поверхности.
|
|
При дальнейшем повышении скорости резания выделение тепла ещё более увеличивается, нарост размягчается и уносится стружкой.
При точении углеродистых сталей со скоростью более 60-70 м/мин образование нароста не наблюдается, что способствует повышению качества поверхности.
В случае обработки хрупких материалов (например чугуна) наряду со срезом отдельных частиц металла происходит их сдвиг и беспорядочное хрупкое откалывание от основной массы металла, увеличивающее шероховатость поверхности. Повышение скорости резания, уменьшает откалывание частиц и обрабатываемая поверхность становится, более гладкой.
Глубина резания влияет на величину шероховатости незначительно. Как установлено наблюдениями многочисленных исследователей, при обычном точении это влияние совершенно ничтожно и практически может не приниматься во внимание.
3.4. Материальное обеспечение работы
3.4.1. Станок токарно-винторезный.
3.4.2. Исследуемые образцы (рис.13) - 3 шт.
3.4.3. Комплект проходных резцов с разными значениями угла в плане - 5 шт.
|
|
3.4.4. Угломер.
3.4.5. Штангенциркуль.
3.4.6. Образцы сравнения шероховатости поверхности, точение
Rz = 80 ÷ 3,3 мкм
3.4.7. Двойной микроскоп МИС-11.
3.5. Методика проведения исследования
3.5.1. На токарном станке под наблюдением лаборанта резцом с углом в плане φ = 45° при постоянной скорости резания (V = 30 - 40 м/мин) и глубине резания (t = 0,5 - 1,0 мм), но с различными величинами подач:
S1 = 0,08 - 0,12 мм/об;
S2 = 0,15 - 0,25 мм/об;
S3 = 0,3 - 0,4 мм/об;
S4 = 0,5 - 0,6 мм/об;
S5 = 0,7 - 0,8 мм/об;
протачивается пять участков поверхности образца №1.
3.5.2. При постоянном значении подача (S = 0,1 - 0,2 мм/об), глубины резания (t = 0,5 - 0,1 мм) и главного угла в плане (φ = 45°), но с различными скоростями резания:
V1 = 8 - 12 м/мин;
V2 = 15 - 25 м/мин;
V3 = 35 - 45 м/мин;
V4 = 70 - 80 м/мин;
V5 = 100 - 110 м/мин;
протачивается пять участков поверхности образца № 2.
3.5.3. При постоянном значении подачи (S = 0,1 - 0,2 мм/об), глубины (t = 0,5 - 10 мм) и скорости резания (V = 30 - 40 м/мин), но резцами с различными значениями угла в плане:
φ1 = 0 - 5°;
φ2 = 5 - 20°;
φ3 = 20 - 40°;
φ4 = 40 - 70°;
φ5 = 70 - 90°;
протачивается пять участков поверхности образца.
Рис.13 - Исследуемый образец
Для назначения скоростей резания и чисел оборотов, при обработке можно пользоваться номограммой на рис.14.
|
|
3.5.4. На двойном микроскопе МИС-11 по изложенной методике измерить высоту поперечных неровностей Rz (в 5-ти точках на каждом кольце), занести данные измерений в таблицу журнала лабораторных работ. Определить среднюю высоту неровностей Rz для каждого кольца.
3.5.5. По данным измерения шероховатости поверхности образцов, обработанных при различных режимах резания и геометрии инструмента, построить графики зависимостей. , , .
3.6. Содержание выводов
3.6.1. Определить визуально, какие шероховатости - продольные или поперечные - имеют больше размеры при точении.
3.6.2. Указать как влияет на шероховатость поверхности увеличение:
подача;
скорости резаная;
главного угла резца в плане.
Рис. 14 - Номограмма для определения чисел оборотов
3.6.3. Оценить сравнением теоретическую и экспериментальную зависимости величины неровностей от подачи.
3.7. Контрольные вопросы
3.7.1. Чем характеризуется качество поверхностей деталей машин?
3.7.2, Параметры для оценки шероховатости по ГОСТ 2789-73?
3.7.3. На каком действии основано измерение шероховатости поверхности с помощью двойного микроскопа МИС-11?
3.7.4. Как производится измерение высоты неровностей с помощью двойного микроскопа МИС-11?
3.7.5. В чем заключается цель и задачи работы?
3.7.6. Какие приборы, инструменты и оборудование используются в работе?
3.7.7. Физическая сущность зависимости шероховатости от подачи?
3.7.8. Физическая сущность зависимости шероховатости от скорости резания?
3.7.9. Физическая сущность зависимости шероховатости от главного угла в плане?
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 500; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!