11

Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)

И.В. Багров, В.В. Борщ, Б.А. Кудряшов

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ

РЕЖИМА РЕЗАНИЯ НА ВЕЛИЧИНУ

СОСТАВЛЯЮЩИХ СИЛЫ РЕЗАНИЯ ПРИ ТОЧЕНИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №2

ПО КУРСУ

“ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ”

Москва 2010

УДК 621.9

Б

БК 34.62

© Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), 2010

1. Цель и содержание лабораторной работы

Целью лабораторной работы является углубление знаний студентов в области силовых воздействий при формообразовании деталей машин на токарных станках.

Лабораторная работа включает в себя:

• ознакомление с динамометром УДМ-600, тензометрическим усилителем УТ-4 и блоком измерительных приборов (БИП);

• проведение эксперимента по определению составляющих силы резания;

• обработку экспериментальных данных и получение экспериментальной зависимости ;

• вычисление крутящего момента и мощности резания по вариантам задания

• контроль обработки экспериментальных данных на компьютере.

2. Силовые зависимости при точении

Установлено, что в процессе резания на резец действуют следующие основные силы сопротивления (рис. 1):

• Рис. 1. Силы сопротивления резанию

  – силы пластического и упругого сопротивления срезаемого слоя металла;

• – силы пластического и упругого сопротивления поверхностного слоя металла заготовки;

• Т– сила трения срезаемого слоя о переднюю поверхность резца;

• – сила трения поверхностного слоя заготовки о заднюю поверхность резца.

Силу резания P(рис. 2) для удобства использования разлагают на составляющие

.

Рис 2. Силы, действующие на резец при продольном точении

Считается, что силаРприложена к середине активного участка режущей кромки резца.

Силу Р_zназывают тангенциальной или главной составляющей и используют в практике для расчетов крутящего момента на шпинделе станка и мощности резания

, Нм

Вт

где Р_z‑ главная составляющая силы резания, Н;‑ начальный диаметр заготовки, м;V‑ скорость резания, м/с.

Силу Р_xназывают осевой составляющей, а силуР_yрадиальной составляющей. Используют их обычно при конструкторских расчетах станков.

3. Определение сил резания

Силы резания могут быть рассчитаны по теоретическим зависимостям или определены экспериментальным путем.

Существующие теоретические зависимости не обеспечивают достаточной точности расчетов и используются для прикидочных расчетов.

Так, например, силу Р_zопределяют по формуле

, кН

где К_р= 2,3…2,8 – коэффициент резания;– предел прочности обрабатываемого металла, ГПа;f_н– площадь поперечного сечения срезаемого слоя, мм2.

Экспериментальные зависимости, например для Р_z, строятся обычно в следующем виде:

, Н

где – постоянная величина учитывающая условия проведения эксперимента;– коэффициент учитывающий физико-механические свойства заготовки, геометрию резца и его износ для рассчитываемого случая,– показатели степени при параметрах режима резания.

4. Описание экспериментальной установки

Экспериментальная установка (рис. 3) представляет собой токарно-винторезный станок, на суппорте которого смонтирован динамометр УДМ-600 конструкции ВНИИ (5). К динамометру подключен тензометрический усилитель УТ4-1 (3). От него запитывается УДМ-600 постоянным током. К усилителю подключен блок измерительных приборов (4).

Рис. 3. Схема экспериментальной установки

На упругий измерительный элемент динамометра (1) оказывает при точении воздействие сила . На этот же элемент наклеен тензометрический датчик, который является одним из плеч измерительного моста (2). Упругая деформация сопротивленияведет к разбалансу моста. Сигнал разбаланса усиливается в УТ4-1 и поступает на соответствующий прибор блока измерительных приборов. Величина отклонения стрелки этого прибора в мА пересчитывается в величину составляющей силы.

Пересчет производится по формулам:

,H

,H

,H.

где ‑ показания приборов, мА.