3.2 Оборудование и оснастка

1) Токарно-винторезный станок модели 16К20 или 16Б16П.

2) Заготовка-образец длиной 400-500 мм и диаметром более 50 мм с поясками шириной 10-15 мм.

3) Вращающийся центр.

4) Резец Т15К6 ГОСТ 18877-73.

5) Приспособление для выглаживания.

6) Микрометр МК-75, либо МК-100 ГОСТ 6507-78.

7) Штангенциркуль ШЦ-1 ГОСТ 166-80.

8) Профилометр-профилограф.

9) Образцы шероховатости при точении стали.

10) Микрокалькулятор.

3.3 Порядок выполнения работы

1. Устанавливается с поджатием центром задней бабки на токарно-винторезный станок заготовка-образец, резец и приспособление для выглаживания.

2. Протачиваются все пояски заготовки для устранения биения с Ѕ=0,15 мм/об; n=630 мин^-1.

3. Проводится эксперимент по определению зависимости шероховатости Rа от величины подачи Ѕ при черновом точении. Для этого:

- устанавливаются постоянная частота вращения шпинделя станка n=400 мин^-1 и t=1-2 мм;

- протачиваются четыре пояска заготовки с подачами: Ѕ₁=0,9 мм/об, Ѕ₂=0,6 мм/об; Ѕ₃=0,4 мм/об; Ѕ₄=0,25 мм/об и определяются по образцам шероховатости значения Rа₁ Rа₂ и Rа₃, соответствующие установленным величинам подач.

4. Проводится эксперимент по определению зависимости шероховатости Rа от величины подачи Ѕ при чистовом точении. Для этого:

- устанавливаются постоянная частота вращения шпинделя станка n=630 мин^-1 и t=0,5-0,75 мм;

- протачиваются четыре (следующих) пояска заготовки с подачами: Ѕ₁=0,25 мм/об; Ѕ₂=0,15 мм/об; Ѕ₃=0,1 мм/об и Ѕ₄=0,06 мм/об и определяются по образцам шероховатости значения Rа₁, Rа₂, Rа₃ и Rа₄, соответствующие установленным величинам подач. При этом, если значения Rа_i будут приближаться к 3,2 мкм и меньше, то эти значения необходимо уточнить (установить) с использованием профилометра-профилографа, но только после выполнения эксперимента по выглаживанию поверхности, т.к. заготовку необходимо будет снимать со станка.

5. Проводится эксперимент по определению зависимости шероховатости Rа от величины подачи Ѕ при выглаживании поверхности. Для этого:

- устанавливаются постоянная частота вращения шпинделя станка n=630 мин^-1 и сила выглаживания Р=100 Н;

- выглаживаются пять (следующих) поясков заготовки с подачами: Ѕ₁=0,05 мм/об, Ѕ₂=0,06 мм/об, Ѕ₃=0,075 (0,07) мм/об, Ѕ₄=0,09 (0,08) мм/об и Ѕ₅=0,1 мм/об (в скобках указаны величины подач для станка модели 16Б16П);

- снимается заготовка со станка и на профилометре-профилографе определяются значения Rа₁, Rа₂, Rа₃, Rа₄ и Rа₅, соответствующие установленным величинам подач (целесообразно определить значение шероховатости и по образцам шероховатости).

6. Построить графики зависимости шероховатости обработанной поверхности от величины подачи, т.е. Rа=f(Ѕ) для чернового, чистового точения и выглаживания. Для этого по оси X откладываются значения Ѕ, а по оси Y – Rа.

7. Подгруппа студентов разбивается на три бригады (по 3-5 человек в бригаде), каждая из которых выполняет математическую обработку данных одного из заданных преподавателем эксперимента двумя методами (черновое или чистовое точение или выглаживание). Зависимость шероховатости обработанной поверхности от подачи является, как правило, линейной и описывается зависимостью

(3.1)

где Y – значение функции, в данной работе Ra, мкм;

Х – значение аргумента, в данной работе S, мм/об;

А, С – параметры зависимости, которые необходимо определить графическим методом и методом наименьших квадратов.

При графическом методе определения параметров А и С поступают следующим образом. На график с соблюдением принятых масштабов по осям X и Y наносят все полученные экспериментальные точки, по отношению к которым проводится равнорасположенная прямая линия. Пересечение этой линии с осью Y дает значение С, а значение тангенса угла наклона этой линии к оси X дает значение А. Недостатком этого способа является неоднозначность проведения прямой линии на графике. Этот недостаток устраняется при использовании метода наименьших квадратов для определения параметров А и С линейной зависимости (3.1).

При определении параметров А и С методом наименьших квадратов используется следующая система уравнений

(3.2)

Для облегчения вычислений целесообразно воспользоваться формой таблицы 3.1.

Таблица 3.1 – Расчет параметров линейной зависимости

i	Хi	Yi	XiYi	X	AXi
1	2	3	4	5	6	7	8
1							
2							
3							
…	…	…	…	…	…	…	…
n	Xi	Yi	XiYi	X	—	—	—

Колонки 1-5 таблицы 3.1 предназначены для определения значений соответствующих параметров системы уравнений (3.2). Решив систему уравнений (3.2), делается проверка соответствия экспериментальным данным результатов, получаемых по зависимости (3.1) для чего используются колонки 6-8 таблицы 3.1.

После выполнения математической обработки результатов эксперимента (всеми бригадами) составляется сводная таблица по всем способам обработки, например, по форме таблицы 3.2.

Таблица 3.2 – Результаты математической обработки данных экспериментов

Способ обработки поверхности	Y=AX + C	Максимальная погрешность
		+	-
Черновое точение	Ra=…S + …	Ö	Ö
Чистовое точение	Ra=…S + …	Ö	Ö
Выглаживание	Ra=…S + …	Ö	Ö

Примечание. Форма таблицы 3.2 используется как при определении параметров зависимости (3.1) графическим методом, так и методов наименьших квадратов, а колонки 6-8 таблицы 3.1 могут быть использованы и при графическом методе определения параметров А и С зависимости (3.1).

8. Делаются выводы по выполненной работе, в которых отражается насколько полученные в работе экспериментальные данные соответствуют информации, приведенной в подразделе 3.1 настоящего практического пособия, а также получаемым данным по линейной зависимости (3.1), для которой параметры были определены графическим методом и методом наименьших квадратов.