Материал: Теория формообразования деталей при механической обработке. методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов направления подготовки 15.04.01 «Машиностроение». Жачкин С.Ю., Краснова М.Н

вод о влиянии угла резания инструмента на составляющие силы резания Pz, Ру

Рx.

11.Оформить отчет по работе.

1.4.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:

6

2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 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.

2.1. Теоретическая часть

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 γ при ϕ > 55°, если передняя грань не перетачивается, ибо согласно теории

tgγ = cosϕ tgγ + sinϕ tgγ x

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:

2.2. Графоаналитический 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 фи- зико-механических свойств материала заготовки и условий обработки;

zpz, zpy, zpx, - показатели степеней, учитывающие влияние режимов резания; Значения постоянных коэффициентов показателей степеней и поправоч-

ных 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

Полученные выражения аналогичны уравнениям первой степени вида

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

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.

2.3. Порядок выполнения работы

1.Определить физико-механические свойства обрабатываемого материа-

ла.

2.Измерить конструктивные и геометрические параметры резца, диаметр

идлину заготовки.

3.Произвести тарировку динамометра и построить тарировочный график в координатах показания динамометрасила резания.

4.Установить динамометр и заготовку на станок.

5.С помощью динамометра и тарировочного графика определить величи-

ны 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 таблицу 2.1.

6.На основании полученных данных в логарифмической системе коор-

динат строятся графики зависимостей Pz(Py, Px) = f(ϕ).

9. На основании данных таблицы 2.1.и построенных графиков графоаналитическим 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 tgα1, tgα2, tgα3 и т.д /выражение /2.4/, а коэффициенты С - подстановкой в выражения 2.1 и 2.2 значений величин составляющих Pz, Ру Рx при соответствующих значениях геометрического параметра инструмента из таблицы 2.1. Каждое из значений zpz, zpy, zpx, Cp определяется не менее трех раз и затем находится среднее арифметическое.

10