Влияние режима на силу резания при точении

Лабораторная работа № 3

Влияние режима на силу резания при точении

Цель работы: ознакомление с аппаратурой для измерения составляющих силы резания и экспериментальное установление функциональной зависимости главной (касательной) составляющей силы резания от элементов режима резания – скорости резания, подачи и глубины резания.

Теоретическая часть.

В процессе резания на лезвие инструмента со стороны заготовки действуют силы сопротивления перемещению его по траектории относительно рабочего движения. Таким образом, сила резания – это сила, с которой заготовка действует на инструмент.

Точение – один из технологических способов обработки материалов резанием. При точении на резец действует сила Р (рис. 25), величина и направление действия которой зависит от конкретных условий обработки. Для практических целей обычно силу Р раскладывают на три составляющие [3]:

Р_z – главная (касательная) составляющая силы резания;

Р_y – радиальная составляющая силы резания;

Р_x – осевая составляющая силы резания.

Осевая составляющая Р_x равна сопротивлению обрабатываемого материала врезанию резца в направлении подачи S и действующих в этом направлении сил трения. Ее значения учитываются при расчетах на прочность опор шпинделя и механизма подачи станка.

Радиальная составляющая силы резания Р_y изгибает заготовку в горизонтальной плоскости, что приводит к снижению точности обработки длинных заготовок и вызывает нежелательные вибрации.

Главная (касательная) составляющая силы резания Р_z действует на инструмент в вертикальной плоскости и используется для расчетов мощности, затрачиваемой на резание.

Сила резания не остается постоянной, так как условия резания в процессе работы непрерывно меняются и процесс стружкообразования имеет циклический характер.

Рис. 25. Сила резания при точении и ее составляющие

Установка для измерения составляющей силы резания Р_z

В данной работе касательная составляющая силы резания Р_z  измеряется при помощи наклеенного на резец тензометрического датчика сопротивления. Схема измерения приведена на рис. 26.

На опорную поверхность токарного резца 1 наклеен тензометрический датчик 2. Для предохранения от сходящей стружки и внешних воздействий датчик покрыт изоляционной лентой и жестью. Под воздействием составляющей силы резания Р_z державка резца изгибается, вместе с ней деформируются проволочки тензодатчика, электрический сигнал поступает на электронный усилитель 3, где он усиливается, и затем передается на приборный щит 4. По показанию гальванометра Р_z, предварительно протарированному, находят величину главной (касательной) составляющей силы резания.

Рис. 26. Схема установки для измерения касательной составляющей силы резания: 1 – резец токарный; 2 – тензометрический датчик; 3 – электронный усилитель; 4 – приборный щит

Практическая часть

1.  Протокол тарирования установки для измерения главной

составляющей силы резания P_z

2.  По данным табл. 3 строим тарировочный график, аналогичный приведенному .

Примерный тарировочный график установки для измерения

составляющей силы резания Р_z

3.  По полученным в ходе эксперимента данным строим графические зависимости Р_z = f (t), Р_z = f (S), Р_z = f (V) (рис. 28).

Рис. 28. Графическое выражение в линейных координатах частных

зависимостей

4.  Протокол исследования влияния факторов t, S, V на

составляющую силы резания Р_z

Станок _токарно-винторезный_1К62__

Резец __токарно-проходной отогнутый с механическим креплением пластины_

Материал рабочей части резца ______Т5К10_

Углы резца _________φγλα_______________________________

Материал заготовки __сталь__________ Марка ____45______

σ_в _______750МПа__________________ НВ _____35_______