6.2 Приклад розв’язання задачі

Постановка задачі. Розрахувати кількість деталей, оброблюваних на наладнаному токарному верстаті до моменту досягнення граничного значення величини розмірного зношення.

Вихідні данні. Операція токарна. Чистовим точінням обробляється шийка вала =100 мм, =100 мм. Оброблюваний матеріал – вуглецева сталь; ріжучий матеріал – сплав Т5К10; подача =0,1 мм/об; допустиме значення [Δu]=0,25Td.

Порядок розв’язання задачі.

6.2.1. За формулою (6.5) розраховуємо шлях різання для однієї заготовки:

м

6.2.2. За таблицею 6.1 встановлюємо значення відносного зношення U₀=8 мкм/км при обробці вуглецевої сталі сплавом Т5К10.

Таблиця 6.1 – Значення відносного зношення різців

Ріжучий матеріал	Відносне зношення U0 (мкм/км) при обробці матеріалів при чистовому точінні
	Вуглецева сталь	Легована сталь	Сірий чавун	Чавун НВ 375...400
Т60К6	1...4	0,4...1	-	-
Т30К4	3...4	4...6	-	-
Т16К6	5...7	9...10	-	-
Т5К10	7...8	12...13	-	-
ВК8	-	17...25	13...14	-
ВК6	-	-	14...15	-
ВК4	-	25...30	-	16
ВК3	-	9...10	14...26	12
ВК2	-	-	-	9

Таблиця 6.2 – Середні значення технологічних допусків при чистовому та тонкому точінні

Розмір оброблюваної заготовки, мм	Технологічні допуски мкм при точінні
	чистовому	тонкому
до 30	45	21
від. 30 до 50	50	25
від. 50 до 80	60	30
від. 80 до 120	70	35
від. 120 до 180	80	40
від. 180 до 280	90	47
від. 280 до 360	100	54

6.2.3. За табл. 6.2 встановлюємо допуск, що забезпечується чистовим точінням Td = 70 мкм. За формулою (6.11) визначаємо допустиме значення [Δu] = 0,25·70 = 17,5 мкм.

6.2.4. За формулою (6.9) розраховуємо допустимий шлях різання:

м

6.2.5. За формулою (6.10) розраховуємо допустиму кількість оброблених до піднастроювання заготовок:

Приймаємо [N] = 7 шт.

6.2.6. Аналогічно, за пунктами 3-5 розраховуємо міжнастройковий період для тонкого точіння:

[Δu]_тонк= 0,25 · Td_тонк=0,25 · 35 = 8,75 мкм

Приймаємо [N]_тонк = 4 шт.

6.2.7. Припустимо, що сплав Т5К10 замінено на більш стійкий сплав Т30К4. Тоді =4 мкм/км (табл. 6.1).

При цьому м

Отже, заміна матеріалу ріжучої частини інструмента при інших незмінних умовах обробки збільшує тривалість міжнастройкового періоду в два рази.

Заповнюємо порівняльну таблицю 6.3.

Таблиця 6.3 – Результати розрахунку

Вид точіння	Міжнастройковий період деталей, для
	Т5К10	Т30К4
Чистове	7	14
Тонке	4	7

Висновок: Вибираємо Т30К4. Допустиме розмірне зношення [ΔU] =17,5 мкм, допустиме число [N] =14. При [N] =14 деталей погрішність, яка зумовлена зношенням дорівнює Δd=2·[ΔU] =35 мкм. Іншу частину поля допуску, що дорівнює 35 мкм, призначено для решти складових сумарної погрішності обробки.

Таблиця 6.4 – Вихідні дані за варіантами

Номер варіанту	Параметри заготовки, мм		Оброблюваний матеріал	Ріжучий матеріал	Подача , мм/об
1, 11	90	100	ВС, ЛС	Т5К10	0,3
2, 12	80	100	ВС, ЛС	Т60К6	0,3
3, 13	70	100	ВС, ЛС	Т30К4	0,3
4, 14	60	90	ВС, ЛС	Т15К6	0,2
5, 15	50	90	ВС, ЛС	Т5К10	0,2
6, 16	100	70	ВС, ЛС	Т15К6	0,2
7, 17	200	50	ЛС, СЧ	ВК8	0,3
8, 18	250	30	ЛС, СЧ	ВК3	0,2
9, 19	100	50	чавун НВ 375.....400	ВК4, ВК2	0,2
10, 20	60	100	СЧ, чавун НВ 375.....400	ВК3	0,2
21, 22	30	50	ВС, ЛС	Т15К6	0,3
23, 24	20	50	ВС	Т5К10, Т30К4	0,3
25, 26	40	100	ЛС	Т5К10, ВК8	0,2

Примітка: Умовні позначення ВС – вуглецева сталь;

ЛС – легована сталь;

СЧ – сірий чавун НВ 187...207.

6.3 Контрольні питання

1. Що розуміють під поняттям розмірне зношення інструменту?

2. Що розуміють під поняттям відносне (питоме) зношення?

3. Чому в період припрацювання відбувається інтенсивне зношення і яким чином воно враховується при розрахунках?

4. За рахунок чого можна зменшити вплив зношення на погрішність обробки?

5. Чому величина [ΔU] встановлюється менше від допуску Td?

Шорсткість поверхні

ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ 7

ОЦІНКА ПОКАЗНИКІВ ШОРСТКОСТІ ЗА ПРОФІЛОГРАМОЮ ПОВЕРХНІ

Мета роботи – дати оцінку показників шорсткості шляхом розшифрування профілограми поверхні і встановити метод обробки контрольної похибки.

7.1 Основні теоретичні положення

Сукупність нерівностей з відносно малими кроками, що утворюють рельєф поверхні в межах базової довжин l (рис. 7.1), являють собою шорсткість.

Встановлено три групи показників шорсткості:

– висотні (R_z, R_a, R_max), що характеризують шорсткість по нормалі до бази відліку;

– крокові (S_m, S), що характеризують відстань нерівностей уздовж бази відліку;

– структурні (t_p), що дають комплексну оцінку шорсткості.

Для оцінки всього комплексу цих показників необхідно записати профілограму поверхні на базовій довжині із значним вертикальним і горизонтальним збільшенням нерівностей (рис. 7.1).

Показник R_z спочатку оцінюється за профілограмою з використанням формули:

(7.1)

Для цього на профілограмі в межах базової довжини встановлюється п’ять максимальних западин відносно середньої лінії l_m. Далі від довільно обраної бази відліку (на рис. 7.1 базою відліку є лінія 2) за допомогою лінійки виміряються значення H_i та h_i і підставляються у формулу (7.1).

Із урахуванням вертикального збільшення ^ΧV_y, що забезпечується під час запису профілограми, дійсне значення показника розраховуємо за формулою (7.2):

Рисунок 7.1 – Профілограма поверхні

(7.2)

Показник R_a за даними профілограми розраховується за формулою:

(7.3)

де y_i – абсолютне значення відхилення -ї точки профілю від середньої лінії l_m за профілограмою;

n – число вимірюваних відхилень на базовій довжині.

Приймають n20.

Дійсне значення R_a розраховується за формулою:

(7.4)

Показник R_max вимірюється так, як показано на рис. 7.1 і являє собою відстань між максимальним виступом і западиною. Дійсне значення цього показника розраховується за формулою:

(7.5)

Середній крок нерівностей S_m на профілограмі представляється довжиною відрізка середньої лінії l_m, що перетинає профіль в трьох точках і розраховується за формулою:

(7.6)

де l^׳_m – довжина відрізка середньої лінії l_m до останнього непарного її перетину з профілем на базовій довжині l;

K_m – число усіх точок перетинання профілю середньої лінії на базовій довжині.

Дійсне значення кроку з урахуванням горизонтального збільшення ^ΧV_x розраховується за формулою:

(7.7)

Відносна опорна довжина профілю t_p розраховується за формулою:

(7.8)

і виражається у процентах базової довжини l.

Рівень P відкладається від лінії виступів 1 (рис. 7.1) і виражається у процентах від максимальної висоти профілю – R_max.

Опорна довжина:

(7.9)

являє собою суму відрізків α_i(P) у матеріалі виступів профілю, що відсікаються на рівні P лінією паралельною середнїй лінії. Якщо рівень P змінюється від 0 до 100 %, то t_p також буде змінюватись від 0 до 100 % (рис. 7.2).

Ті чи інші параметри шорсткості проставляються на робочих кресленнях деталей, на операційних ескізах, використовуються при порівняльному аналізі технологічних можливостей різних методів обробки поверхней, табл. 7.1.