Последовательность выполнения работы
1.Измеряются углы резца и заносятся в таблице 3.1. 2.В таблицу заносятся исходные данные для проведения опыта. 3.Заготовка устанавливается в патрон токарного станка и протачивается по наружному диаметру с глубиной резания, обеспечивающей необходимую длину обработки (ℓ ~ 50 мм). 4.Замеряется диаметр заготовки, его величина заносится в табл.1. 5.Определяется необходимая частота вращения шпинделя по заданной скорости резания, (допускается рассчитать её по заданной скорости резания мин-1 (3.3)
Таблица 3.1 – Результаты измерений
6.По технической характеристике станка подбирается ближайшее меньшее значение частоты вращения (nmin), станок настраивается на заданные режимы резания. 7.Подсчитывается реальная скорость резания, на которой производится обработка (Vрез), м / мин. 8. (3.4)
9.Для замера величины усадки стружки осуществляется обработка для снятия стружки небольшой длины, которая собирается и кладется в соответствующий пакет (на нем должен быть указан номер проведенного опыта). 10.После проведения опытов в лаборатории на аналитических весах осуществляется определение веса элемента стружки, ее длины по поверхности соприкосновения с режущей частью резца, подсчитывается коэффициент усадки стружки. Коэффициент усадки стружки определяется по формуле:
. (3.5)
От исследуемой стружки плоскогубцами откусывается часть стружки ℓ ± 50 мм, а затем взвешивается. Так как вес стружки зависит от ее длинны, то вес этого кусочка определяется по формуле
(3.6)
Откуда определяется Fс, :мм2 (3.7) где Gc – вес стружки, г; ℓс-длина кусочка стружки, мм; q- плотность обрабатываемого металла (стали): q = 7,8 г/см3 Тогда, подставляя в формулу 3.5 значение Fc и значение А = t * s получим:
(3.8)
где S- подача мин /об; t- глубина, мм; В такой последовательности определяется коэффициент усадки стружки для каждого опыта. Полученные значения заносятся в протокол. Вторая, третья и четвертая бригады, параллельно с первой, в такой же последовательности выполняют исследования зависимости Ку = f (s); Ку = f (γ); Ку = f (t) с последующим занесением полученных результатов в протокол. Подсчеты коэффициентов усадки стружки для данных условий производятся не менее трех раз для определения среднего значения Ку. Все результаты подсчетов заносятся в таблицу. 10.На основании полученных данных строятся графики зависимости. Ку = f (γ); Ку = f (v); Ку = f (s); Ку = f (t) в соответствующем масштабе. Масштаб по осям координат выбирают из следующих соображений: - по оси абсцисс откладывают значение режима обработки (v , s, t, γ) в масштабе - по оси ординат откладывается значение функций - коэффициент усадки стружки Ку масштабе . Масштаб выбирается таким образом, чтобы его максимальное значение на всех полученных опытах не превышало 100 мм. Если максимальное значение Ку max, а его значение на оси ординат принять ℓ ( мм), то масштаб по оси ординат будет равен
. (3.9)
11. На основании полученных графиков необходимо сделать выводы о влиянии условий резании на коэффициент усадки стружки. Полученные опытные данные обрабатываются, каждая бригада самостоятельно анализирует кривые графиков, делают выводы. Содержание отчета 1.Цель работы. 2.Теоретическая часть. 3.Экспериментальная часть включает: 3.1. Схему точения. 3.2. Результаты опытов в виде таблицы 3.1 3.3. Все расчеты, связанные с определением коэффициентов усадки стружки выполняются в отчёте и заносятся в таблицу 3.1. 3.4. Графические зависимости коэффициента усадки стружки от исследуемых факторов выполняются в едином масштабе. 4.Выводы по результатам исследования. 4.1. Анализ графиков на соответствие их известным научным методам.
Лабораторная работа № 4
Цель работы: · Закрепить теоретический материал соответствующего раздела курса «Резание материалов и режущий инструмент»; · Изучить методы измерения температур в зоне резания; · Приобрести практические навыки определения температуры в зоне резания методом искусственной термопары; · Экспериментально установить влияние режимов резания на величину температуры в зоне резания; · На основе графо-аналитического метода получить эмпирическую зависимость влияния режимов резания на температуру. Общие сведения Теплота, образуемая в зоне резания, один из основных факторов, влияющих на процесс обработки и качество обработанных поверхностей. Тепловые процессы в зоне резания оказывают влияние на стойкость инструмента и свойства поверхностного слоя обрабатываемой заготовки. Источником возникновения теплоты при резании материалов являются: работа, затрачиваемая на упругие и пластические деформации в срезаемом слое и в поверхностных слоях заготовки; работа, затрачиваемая на преодоление трения по передней и задней поверхностям инструмента. Следовательно, работа, затрачиваемая на процесс резания может быть определена по формуле:
(4.1)
Тогда, работа резания за секунду составит:
(4.2)
где Рi - сила резания, Н; V – скорость резания, м/с . Учитывая, что 95,5 % механической энергии переходит в теплоту, количество тепла, выделяющееся при обработке резанием за секунду равно:
(4.3)
Незначительная часть работы переходит в потенциальную энергию искажения кристаллической решётки деформированных зёрен сплава. Поэтому формула (4.2) примет вид:
(4.4)
где К1-коэффициент, учитывающий указанные потери. Обычно этими потерями пренебрегают. Образовавшаяся в процессе резания теплота уносится стружкой, распространяется в заготовку, резец и окружающую среду [2].
(4.5)
где -соответственно теплота, выделяющаяся в результате работы упругой, пластической деформации и трения стружки о переднюю поверхность резца и задней кромки резца о заготовку; -соответственно теплота, распределяющаяся в стружку, заготовку, инструмент и окружающую среду. Исследованиями установлено, что и составляет 55 %; - 35 %; -10 %. При скоростях резания от 30-40 м/мин составляет 60-70 %; -30-40 %, -3 % -0,5 %. При увеличении скорости резания большая часть тепла уходит со стружкой. При V = 400-500 м/мин составляет 90-92 %, а -1 %. Тепло в объёме инструмента, стружки и детали распределяется неравномерно. При этом температурные деформации заготовки и инструмента снижают точность обработки. Поэтому важно знать, какие возникают температуры при разных условиях резания и каков характер их распределения при изменении условий обработки. На температуру резания оказывают влияние те же факторы, что и на изменение баланса теплоты. Поэтому в процессе экспериментального исследования температур резания можно найти эмпирические расчётные зависимости вида:
(4.6)
где -скорость резания; a-толщина срезаемого слоя; b – ширина срезаемого слоя; -коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала; -коэффициент учитывающий свойства инструментального материала; -геометрические параметры инструмента; -износ инструмента; - коэффициент, учитывающий условия охлаждения. Однако влияние этих факторов на температуру резания неоднозначно. Экспериментально установлено, что с увеличением скорости резания и размеров срезаемого слоя температура резания возрастает. Эта зависимость может быть выражена эмпирическим уравнением:
(4.7)
где Сθ - коэффициент, зависящий от физико-механических свойств обрабатываемого и инструментального материалов геометрических параметров и СОЖ, -показатели степени. Выражая физические размеры срезаемого слоя через глубину резания (t) и подачу (S), выражение (4.7) примет вид:
(4.8)
Формула (4.8) является общей, учитывающей одновременно влияние всех трёх элементов режима резания (V, t, S). Частными формулами, определяющими зависимость температуры резания от каждого элемента процесса резания, являются:
(4.9)
Степенные уравнения (4.9) как и построенные по ним графики, представляющие кривые, сложны для анализа и не сопоставляются между собой. Поэтому используют графоаналитический метод, по которому уравнения (4.9) логарифмируют, по соответствующим осям откладывают не аргумент и функцию, а их логарифмы. После логарифмирования уравнения (4.9) имеют вид:
(4.10)
а построенные графики будут представлять собой линии (вида ), расположенные под углами к оси абсцисс с начальными параметрами … (рисунок 4.1).
Рисунок 4.1. График функций
Показатели степеней представляют собой тангенсы углов наклона, построенные по экспериментальным данным графиков. Они могут быть определены как отношение произвольного элементарного приращения функции ( ) к соответствующему приращению аргумента( )
(4.11)
Величины начальных параметров определяются из уравнения (4.9) для каждого случая по опытным данным аргумента и функции (после построения графиков и нахождения показателей степени), например: (4.12)
Популярное: Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (584)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |