«Влияние параметров резания на силу при точении»
Предварительные сведения о теории резания
Процесс резания материалов сопровождается действием сил. Знание этих сил необходимо для выполнения расчетов на прочность, жесткость и виброустойчивость элементов конструкций станков и режущих инструментов, определения режимов резания и др. Схема сил, действующих в процессе токарной обработки, приведена на рисунке 1.
Рис. 1. Схема действия сил
Равнодействующую силу
принято раскладывать для удобства на
3 составляющие по осям координат:
,
где: (1)
– равнодействующая сила резания;
– тангенциальная или главная сила
резания;
– осевая сила резания;
– радиальная сила.
Силы резания рассчитывается по эмпирическим зависимостям:
, (2.1)
, (2.2)
,
где (2.3)
– постоянные коэффициенты, характеризующие
обрабатываемый материал, условия
резания;
– параметры резания;
– показатели степени, характеризующие степень влияния параметров .
Составляющие силы резания определяют также экспериментально – с помощью динамометров. Если динамометр измеряет сразу три составляющие, то такой динамометр трехкомпонентный.
Однако на практике расчетом определяют только – главную составляющую силы резания. Остальные вычисляют в долях от этой силы. Так, например, при резании острозаточенным инструментом соотношение между этими составляющими:
(3)
Цель работы – экспериментальное
исследование влияния параметров резания
– скорости резания
,
подачи
и глубины резания
– на силу резания
;
изучение конструкции и работы
однокомпонентного механического
динамометра со стрелочным индикатором
для измерения силы резания (
);
обработка экспериментальных данных с
целью определения показателей степени
и постоянного коэффициента
.
Для выполнения работы потребуется:
- станок токарно-винторезный (тип 1К62 или 16К20ПФ1);
- заготовка из стали 45 или 40Х, диаметром 80 мм, длиной 600 мм;
- резец токарный проходной со сменной неперетачиваемой пластиной (СНП);
- динамометр однокомпонентный механический со стрелочным индикатором (рис. 2).
Задачи, решаемые в настоящей работе:
- изучить конструкцию и принцип работы динамометра;
- изучить методику и провести тарировку динамометра;
- исследовать экспериментально влияние параметров резания – скорости резания , подачи и глубины резания – на силу резания ; занести результаты в протокол испытаний.
- определить расчетные значения
показателей степени
и
и постоянного коэффициента
.
- построить графики зависимостей силы
резания от параметров резания:
.
Выполнить проверку работоспособности
полученного уравнения.
Порядок выполнения работы.
Стальная заготовка зажимается в трехкулачковом патроне. Динамометр устанавливается в резцедержателе станка. Необходимо, чтобы вершина резца была точно выставлена относительно оси шпинделя станка. Проводят три серии опытов. В каждой серии последовательно изменяют один из переменных факторов при постоянных значениях остальных (многофакторный эксперимент). В ходе каждого опыта фиксируют показания индикатора, данные заносят в протокол измерений.