Нижегородский государственный технический университет

Кафедра «Компьютерное проектирование металлообрабатывающих и инструментальных систем»

Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине "Теория резания"

Тема:«Нарост и шероховатость

обработанной поверхности при точении металлов»

Нижний Новгород 2003г.

Рассмотрено явление наростообразования при резании как фактор, влияющий на шероховатость обработанной поверхности. Показано, что наиболее действенно изменяющим наростообразование элементом режима резания является скорость резания. В экспериментальной части работы предлагается сначала выявить зависимость высоты нароста от скорости резания, а затем, в усло­виях отсутствия интенсивного наростообразования, вывести степен­ную эмпирическую зависимость шероховатости обработанной поверх­ности от подачи и радиуса лезвия при вершине в плане.

Содержание

1. Цели работы

2. Краткие сведения о наросте и его роли в системе резания

2.1 Внешний вид и параметры нароста

2. Причины наростообразования и влияния режима резания на него

3. Нарост среди факторов, определяющих высоту неровностей

обработанной резанием поверхности

3. Порядок выполнения работы и обработки экспериментальных данных

3.1 Получение зависимости высоты нароста и шероховатости от скорости резания

3.2 Получение эмпирической зависимости шероховатости обработанной поверхности от подачи S и радиуса r_в режущей кромки при вершине лезвия

3.3 Последовательность обработки результатов эксперимента и выполнения расчетов

3.4 Выводы по работе

4 Материально-техническое обеспечение работы

5 Охрана труда и техника безопасности

6 Вопросы для подготовки к работе

I ЦЕЛИ РАБОТЫ

Первой целью работы является экспериментальное выявление диа­пазона скорости резания, соответствующего интенсивному наростообразованию по результатам продольного точения заданного обрабатываемого материала в заданных условиях.

Вторая цель - экспериментальное определение высоты неровностей обработанной поверхности (шероховатости) в диапазоне скоростей резания, включающем и диапазоны наростообразования; анализ возможной взаимосвязи высоты нароста и шероховатости.

Третья цель - вывод эмпирической зависимости шероховатости обработанной поверхности от подачи и радиуса режущей кромки при вершине в условиях резания вне зоны интенсивного наростообразования, а также анализ расхождения теоретических расчетов высоты неровностей с экспериментальными.

При подготовке к работе студент должен быть ознакомлен с основными сведениями о наросте, его регистрации на лезвии инструмента и его роли в формировании микропрофиля обработанной поверхности. Кроме того, необходимо умение рассчитать высоту остаточных неровностей, обусловленную формообразующей ролью режущей кромки (геометрией в плане и оборотной подачей резца). Для расчета следует пользоваться алгоритмом, в котором отражены возможные сочетания элементов кинематико-геометрического фактора, обусловливающего расчетную (теоретическую) высоту неровностей.

2 Краткие сведения о наросте и его роли в системе резания

2.1 Внешний вид и параметры нароста

При резании большинства металлов и сплавов на передней поверх­ности лезвия инструмента близ режущей кромки формируется сильно деформированное и упрочненное тело специфичной, обтекаемой формы -нарост.

Нарост находится между стружкой и инструментом, а основой его строения является послойно затормаживающийся на инструменте металл опорной поверхности стружки. Таким образом, структурой нароста- тонкие слои обрабатываемого материала, вытянутые вдоль передней поверхности А_γ и наложенные друг на друга.

Поскольку нарост в процессе резания формируется под непрерывно образующейся стружкой, ясно, что он частично играет роль режущего клина, то есть наращивает, подменяет собой режущее лезвие (рисунок1). Однако это наращивание происходит не стабильно во времени, нарост то достигает некоторой максимальной для данных условий величины, то разрушается (частично или полностью), будучи перенесенным и на стружку, и на поверхность резания.

Рисунок 1- Схема нароста и его параметров

Анализ расположения перенесенных частиц разрушенного нароста на обработанной поверхности и стружке показывает, что цикл нара­щивания и разрушения нароста происходит за различное время (в зависимсимости от условий резания), но в большинстве случаев это время очень мало. Переодичность жизненного цикла нароста ≈ 1000 раз в секунду. Это означает, что нарост должен влиять на микропрофиль обработанной поверхности за счет оставления его частиц на обработанной поверхности и за счет нестабильностей стружкообразования.

Нарост характеризуется следующими геометрическими параметрами: высотой над режущей кромкой- Н_н, длиной вдоль направления схода стружки- L_н , нависанием нароста над режущей кромкой △Н. Как показали наблюдения, △Н является тем большим, чем больше высота нароста Н_н. При учете трудности измерения ∆ Н для оценки связи этой величины с шеро­ховатостью обработанной поверхности, можно воспользоваться величиной Н_н , которая легко может быть измерена на инструментальном микроскопе.

В зависимости от соотношения геометрических параметров, выделяют два вида нароста:

1-нарост вытянут вдоль А_γ ,

2-нарост,характеризующийся большой высотой Н_н.