5.2 Оборудование и оснастка
1) Токарно-винторезный станок модели 16К20.
2) Резцы.
3) Штангенциркуль.
4) Секундомер.
5) Заготовка диаметром более 100 мм и длиной L800 мм.
6) Образцы шероховатости.
7) Приспособление для измерения размерного износа резца.
8) Микрокалькулятор.
5.3 Порядок выполнения работы
В связи с тем, что размерный износ резца и шероховатость обработанной им поверхности может зависеть от пути резания и элементов режима обработки, то целесообразно при одном и том же эксперименте фиксировать значение как величины износа резца, так и шероховатость обработанной поверхности. При этом, с целью выработки некоторых умений и навыков постановки эксперимента и обработки его результатов целесообразно выполнить лабораторную работу с использованием классического подхода постановки эксперимента, который заключается в том, что изменяется только один фактор по всем принятым уровням, а остальные факторы выдерживаются на каком-то одном постоянном уровне. Затем точно также последовательно поступаем и со всеми остальными факторами. Шероховатость необходимо определять с использованием образцов шероховатости.
В патрон токарного станка с упором в задний вращающийся центр закрепить образец (заготовку).
Установить и закрепить резец в резцедержателе станка. Материал режущей части резцов Т15К6. Резцы для экспериментов имеют постоянную геометрию =10°, =15°, =60°, 1=15°, =0°, r=0,5 мм.
Охладить резец эмульсией в течение 1 мин.
Установить измерительное приспособление на резцедержатель, подвести ножку индикатора к вершине резца (с натягом не менее 0,1 мм) и зафиксировать показание индикатора на ноль.
Для выполнения работы на участке нормального износа резца необходимо до начала эксперимента «вывести» его в зону II (рисунок 5.4), т.е. обрабатывать заготовку на длине пути резания равной 1,5 км при режиме обработки: V=150 м/мин; S=0,1 мм/об; t=2 мм. Для этого определяем частоту вращения станка по формуле
|
(5.10) |
где d – максимальный диаметр обработки, мм.
Уточняем по паспорту станка частоту вращения шпинделя n (на 60-70% ближе к ближайшей большей ступени) и уточняется фактическая скорость резания V из зависимости (5.10);
- определяется продолжительность работы Т на заданном режиме резания для преодоления 1,5 км пути резания резцом по формуле
|
(5.11) |
- пустить станок и через Т минут от начала работы отвести резец от заготовки и выключить станок;
- охладить резец эмульсией в течение 1 мин, установить приспособление и измерить величину размерного износа Uо (показание индикатора), а также шероховатость обработанной поверхности Rа.
Данным резцом проводится вся или значительная часть лабораторной работы, т.е. до его критического износа (участок III на рисунке 5.4). В случае выхода резца в зону его критического износа в каком-то опыте (резкое изменение в показании индикатора по сравнению с предыдущим опытом) необходимо этот опыт выполнить повторно, предварительно «выведя» новый резец в зону его нормального износа (с замером его нового значения Uон и шероховатости обработанной поверхности Rан).
Настроить станок на заданный режим работы: V=150 м/мин; S=0,1 мм/об; t=0,5 мм.
Пустить станок. Через 2 мин от начала работы отвести резец от заготовки и выключить станок. Охладить резец эмульсией в течение 1 мин, установить приспособление и измерить величину размерного износа U1 (показание индикатора), а также шероховатость обработанной поверхности Ra.
Повторить приемы, указанные в п. 6 три раза и измерить U2, U3, U4 и Rа2, Rа3, Rа4.
Подсчитать путь резания L для всех точек по формуле
(5.12)
Настроить станок на новый режим работы: V=50 м/мин; S=0,1 мм/об; t=0,5 мм.
Пустить станок. Через 6 мин от начала работы отвести резец от заготовки и выключить станок. Охладить резец эмульсией в течение 1 мин, установить приспособление и измерить величину размерного износа U5, и шероховатость обработанной поверхности Rа5.
Настроить станок на новый режим работы: V=100 м/мин; S=0,1 мм/об; t=0,5 мм.
Пустить станок. Через 3 мин от начала работы отвести резец от заготовки и выключить станок. Охладить резец эмульсией в течении 1 мин, установить приспособление и измерить величину размерного износа U6, и шероховатость обработанной поверхности Rа6.
Повторить приемы, указанные в п. 6 для подачи S=0,2 мм/об и затем S=0,4 мм/об. Остальные режимы: V=150 м/мин, t=0,5 мм.
Повторить приемы, указанные в п. 6 для глубины резания t=1 мм и затем t=2 мм. Остальные режимы: V=150 м/мин, S=0,1 мм/об.
Записать выполненную последовательность опытов проведенного эксперимента и им соответствующие значения Ui и Rаi в колонки 7-8 таблицы 5.3.
Таблица 5.3 – Результаты эксперимента
-
i
Vi, м/мин
Si, мм/об
ti,
мм
Тi,
мин.
Li,
м
Ui, мкм
Rai, мкм
L
,
мкмU , мкм
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0
150
0,1
0,5
√
1500
√
√
0
—
1
150
0,1
0,5
2
√
√
√
√
√
2
150
0,1
0,5
2
√
√
√
√
√
3
150
0,1
0,5
2
√
√
√
√
√
4
150
0,1
0,5
2
√
√
√
√
√
5
50
0,1
0,5
6
√
√
√
√
√
6
100
0,1
0,5
3
√
√
√
√
√
7
150
0,2
0,5
2
√
√
√
√
√
8
150
0,4
0,5
2
√
√
√
√
√
9
150
0,1
1,0
2
√
√
√
√
√
10
150
0,1
2,0
2
√
√
√
√
√
Определить значения пути резания L на конец выполнения опыта, т.е.
|
(5.13) |
где Li – длина пути резания в i-ом опыте.
Занести полученные значения L в колонку 9 таблицы 5.3.
Определить значения размерного износа резца U в зависимости от входных факторов i-го опыта по формуле
|
(5.14) |
Записать значения в колонку 10 таблицы 5.3.
Построить графики зависимостей:
U=f(L
),
(i=0, 1, 2, … , 10); U
=f(L),
(i=1, 2, 3, 4); U
=f(V),
(i=1, 5, 6);
U =f(S), (i=1, 7, 8); U =f(t), (i=1, 9, 10);
Ra=f(L ), (i=0, 1, 2, … , 10); Ra =f(L), (i=1, 2, 3, 4); Ra =f(V), (i=1, 5, 6);
Ra =f(S), (i=1, 7, 8); Ra =f(t), (i=1, 9, 10).
По указанию преподавателя 1-2 студента выполняют математическую обработку данных одного графика линейной (3.1) зависимости (от пути L или L ) и одной степенной зависимости (5.3).
Сделать выводы по работе в целом.