6 Охрана труда

Обслуживание металлорежущего станка при выполнении экспериментальной части работы выполняется учебным мастером. Поведение студентов в лаборатории и при проведении экспериментов регламентируется инструкцией по технике безопасности в лаборатории резания.

7 Порядок выполнения и результаты работы

7.1 Изучение шлифов корней стружки по фотографиям

Микроскопический анализ корня стружки, полученного в результате мгновенной остановки процесса резания, позволяет выявить положение переходной зоны в виде границы между деформированным металлом стружки и недеформированной частью срезаемого слоя. На фотографии измеряются углы _ и _, толщины а и а₁ и определяется коэффициент Ka (см. рис. 5).

На основании измеренного значения Ka рассчитываются углы _ и _ по формулам (8), (2) и (9). Производится сравнение измеренных и рассчитанных значений углов _ и _, на основании чего делается вывод о возможности рассмотрения процесса деформации, происходящей в переходной зоне как деформации простого сдвига. Делаются зарисовки фотографии корня стружки в журнале-отчете.

7.2 Определение средних значений напряжений

Экспериментальная часть

Рис. H

Опыты проводятся при несвободном резании при отношении глубины резания t к подаче s больше 5. При таком отношении t / s участие вспомогательной режущей кромки при острозаточенной вершине резца не ощущается и измеряемые силы резания и направление схода стружки при свободном и несвободном резании практически не отличаются. Это дает возможность использовать для определения напряженного состояния модель, рассмотренную в п.3. 4.

Измерительные оси динамометра X,Y и Z направлены так, как показано на рис. 10. Процесс же образования сливной стружки происходит только в секущей плоскости, перпендикулярной режущей кромке, т. е. совпадающей с направлением XY. Для расчета напряжений необходимо определить силы Pz (перпендикулярно чертежу) и Pxy. Для определения Pxy достаточно в основной плоскости измерить одну из сил Py или Px. В работе измеряется составляющая Py. Тогда:

Pxy = Py cos 

После определения Pxy производится ее переобозначение. В дальнейшем Pxy будем обозначать как Py.

à) á)

Ðèñ. C

Алгоритм выполнения экспериментальной части работы представлен на рис. 11,а. Предварительно перед выполнением работы задаются постоянные элементы режима резания - скорость резания V в м/c, глубина резания t в мм, тарировочные коэффициенты Kpz и Kpy в Н/мм, а также величина угла в плане  и диаметр заготовки D. Затем рассчитывается частота вращения шпинделя n в об/мин и вместе с подачей S0 устанавливаются на станке. При проведении эксперимента фиксируются величины Hpz и Hpy с помощью самопишущего потенциометра и измеряется толщина стружки a₁. Опыты проводятся при 5 значениях подачи S₀ с двухкратным повторением. Результаты фиксируются в журнале-отчете.

Алгоритм обработки результатов экспериментов представлен на рис. 11,б. Определяются силы Pz и Pxy в Н, производится переобозначение Pxy на Py, рассчитываются значения a, b и Ka. Результаты фиксируются в журнале - отчете. Далее методом экстраполяции силовых зависимостей

Рис. I

Pz = f(a) и Py = f(а) на нулевое значение толщины среза определяются силы F₁ и N₁. Так как силы Rz и Ry на передней поверхности уменьшаются при снижении a, силы F₁ и N₁ не зависят от a, то при a0 PzF₁, PyN₁. По средним значениям полученных Pz и Py на миллиметровой бумаге строятся зависимости

Pz = f(a) и Py = f(а) и определяются F₁ и N₁ (рис. 12).

Расчетная часть

Расчетная часть представляет программу вычислений напряжений, действующих в переходной зоне, на передней поверхности инструмента и в стружке. После ввода исходных данных и коэффициента Ka, полученных экспериментально, производится расчет составляющих Rz и Ry силы стружкообразования R , а также углов трения и сдвига ₁ , коэффициента трения и относительного сдвига  .

Дальнейший расчет проводится по трем блокам, используя формулы, приведенные в п. 3.4:

• определяются гидростатическое давление p и касательное напряжение сдвига сдв , действующие в переходной пластически деформируемой зоне;

• определяются средние нормальные _{N СР} и касательные _{F СР} напряжения, действующие на передней поверхности инструмента;

• определяется касательное напряжение в стружке сдв.стр.

После вычисления по трем блокам изменяется толщина среза а, и цикл расчета повторяется.

Блок-схему алгоритма расчета студенты составляют самостоятельно.

Выводы по п. 7.2

В выводах отмечается:

• как влияет толщина среза а на Pz, Py и Ka;

• результаты сравнения уровня значений коэффициента трения, наблюдаемого при резании и у трущихся пар деталей машин;

• результаты сравнения уровня степени деформации (по интенсивности деформации е_i = 0.58) стружки и при растяжении в шейке образца в момент его резрушения (е_i = 0.4);

• результаты сравнения сдв, _{F СР} и сдв.стр с пределом текучести обрабатываемого материала при растяжении;

• результаты сравнения уровня полученных значений С с толщиной среза а.

Л и т е р а т у р а

1. Ящерицын П.И. и др. Теория резания. Физические и тепловые процессы в технологических системах: Учебник для втузов. - Мн.: Высш. шк., 1990 - 512 с.

18