Изучение силовых характеристик процесса резания при точении, зависимости составляющих сил резания от элементов режима резания, страница 2

Для нахождения численных значений C_pz, x_pz, y_pz, n_pz выполняют три серии опытов, в каждой из которых один из элементов режима резания (J, S или t) принимают за переменную величину, а остальные два сохраняют постоянными. Во всех трех сериях опытов одинаковыми являются обрабатываемый материал, инструментальный материал и геометрические элементы режущей части резца. Например, в первой серии опытов принимают постоянными подачу S₀ и скорость главного движения резания J, а варьируют глубину резания t. Тогда зависимость (1.20) может быть приведена к виду

Р_z = С_pz¢ _× t ^xpz.                                                  (1.21)

При логарифмировании зависимость (1.21) преобразуется в уравнение прямой линии

lg P_z = lg С_pz¢ + x_pz lg t ,                                   (1.22)

где степенной показатель x_pz выполняет роль коэффициента пропорциональности. Проведя точение с разными глубинами резания и измерив соответствующие значения Р_z, строят график зависимости (1.22). Для построения графика может быть использована масштабная бумага с равномерной десятичной сеткой. В этом случае на осях графика откладывают логарифмы величин. Пример построения и оформления графика в логарифмических координатах дан на рис. 1.32.

Рис. 1.32. График зависимости lg P_z – lg t

          Полученная на графике прямая соответствует зависимости (1.22), а тангенс угла ее наклона a_t равен искомому показателю степени x_pz в формуле (1.21). Для исключения ошибок при нахождении tga_t рекомендуется при построении графика брать по обеим осям шкалы в одинаковом масштабе.

Во второй серии опытов в качестве варьируемого фактора принимают подачу S₀, мм/об, а в третьей – скорость главного движения резания J, м/мин. Выполнив аналогичные с первой серией опытов преобразования формул Р_z = f(S₀) и P_z = f (J) по методике, использованной для обработки данных первой серии опытов, и построив по результатам экспериментов графики lg S₀ – lg P_z и lg J – lg P_z, можно определить показатели степени  y_pz и n_pz искомой зависимости (1.20).

          Коэффициент С_pz этой зависимости (1.20) вычисляют следующим способом. На каждом из логарифмических графиков lg t – lg P_z, lg J – lg P_z, lg S₀ – lg P_z произвольно выбирают по одной точке К (см. рис. 1.32). Для каждой такой точки известны значения P_zк, S_0к, t_к, J_к. Подставив их, а также ранее найденные значения x_pz, y_pz, n_pz в уравнение (1.20), вычислением для каждого графика находят значение С_рz1, С_рz2, С_рz3. По ним определяют среднее арифметическое значение С_pz.

          Введя полученные численные значения С_рz, x_pz, y_pz, n_pz в уравнение (1.20), фиксируют искомый результат – зависимость составляющей силы резания P_z от элементов режима резания при заданных условиях точения. Условия проведения и результаты эксперимента оформляют в виде табл. 1.11.

Таблица 1.11

Результаты экспериментов по определению сил резания

Содержание работы

Лабораторная работа включает: изучение силовых характеристик процесса резания при точении, зависимости составляющих сил резания от элементов режима резания, методики экспериментального определения численных значений коэффициента С_рz и степенных показателей этих зависимостей; проведение эксперимента и определение зависимости составляющей силы резания Р_z от скорости резания, подачи и глубины резания; оформление результатов работы в виде отчета.

Порядок проведения работы

          1. Зафиксируйте условия проведения эксперимента: модель и наименование станка, тип режущего инструмента, используемые приспособления, измерительные приборы.

          2. Под руководством преподавателя установите уровни варьирования параметров J, S₀, t и определите необходимые значения частот вращения шпинделя станка n_ст.по методике, представленной в работе 1.1, раздел «Наладка токарно-винторезного станка». Установите фактические значения скорости главного движения резания для каждого из уровней варьирования значений режима резания.

          3. Проведите градуирование шкалы милливольтметра, занесите данные в табл. 1.10, постройте градуировочный график и найдите цену деления шкалы регистрирующего прибора k по формуле (1.19).

          4. Проведите эксперимент по измерению силы Р_z при варьируемых J, S₀, t; данные занесите в табл. 1.11.

5. Постройте логарифмические графики и найдите с их помощью степенные показатели x_pz, y_pz, n_рz искомой зависимости (1.20).

6. Рассчитайте коэффициент C_pz.

Содержание отчета

1. Название работы.

2. Условия проведения эксперимента и схема градуирования прибора динамометра (рис. 1.31, а).

3. Таблица результатов градуирования милливольтметра (по форме табл. 1.10).

4. Градуировочный график и определение цены деления милливольтметра k.

5. Логарифмические графики lg t – lg P_z, lg S₀ – lg P_z, lg J – lg P_z с необходимыми построениями.

6. Расчет значений степенных показателей x_pz, y_pz, n_pz и коэффициента С_pz.

7. Искомая формула (1.20) с численными значениями экспериментально определенных степенных показателей и коэффициента С_pz.

8. Выводы о сравнительном влиянии элементов режима резания на главную составляющую силы резания – силу P_z.