МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Волгоградский государственный технический университет

Влияние режимов резания на шероховатость поверхности

Методические указания к лабораторной работе №4

Волгоград

2009

Лабораторная работа № 4

Влияние режимов резания на шероховатость поверхности

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определение зависимости высоты микронеровностей обрабатываемой поверхности от скорости резания и подачи при токарной обработке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1.Обтачивание детали с различными подачами.

2.Обтачивание детали с различными скоростями резания.

3.Измерение микронеровностей обточенных поверхностей.

4.Определение влияния режимов обработки на шероховатость поверхности.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Микронеровности на поверхности обработанной детали в первом приближении есть не что иное, как след режущего инструмента. Однако, непосредственные измерения показывают, что действительная высота неровностей иногда во много раз больше вычисленной по формулам, полученным только из построений. Такое расхождение объясняется тем, что в формулах учитываются пластические деформации поверхностного слоя, упругие деформации металла и явления, связанные с образованием нароста на режущих кромках инструмента. Степень влияния каждого из указанных факторов на высоту микронеровностей обуславливается не только геометрией режущего инструмента, но зависит от режимов резания, свойств обрабатываемого материала, условий охлаждения и т. д.

Влияние режимов резания и геометрии инструмента на высоту микронеровностей при обработке металла можно определить экспериментальным путем, если изменять при обработке какой-либо параметр технологического процесса и измерять шероховатость поверхности.

В настоящей работе производится определение влияния подачи скорости резания и радиуса закругления вершины резца на шероховатость поверхности. Измерение шероховатости обрабатываемой поверхности производится с помощью двойного микроскопа МИС-11.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Эксперименты производятся на токарном станке при обточке цилиндрического образца из стали 45 (ГОСТ 1050-74). Образец закрепляется в патроне и поджимается центром (Рис. 1).

Резец с пластинкой твердого сплава Т15К6 со следующей геометрией:  = 10^о;  = 8^о;  = 45^о;  = 8^о; ₁ = 15^о.

Примечание: радиус закругления вершины резца определяется с помощью радиусометра или задается преподавателем.

1.Влияние подачи на шероховатость обрабатываемой поверхности определяется при постоянной скорости V = 50 м/мин = const и постоянной глубине резания t = const = 0,5 мм. Опыты проводятся при следующих подачах:

S₁ = 0,1 мм/об; S₂ = 0,2 мм/об; S₃ = 0,3 мм/об;

S₄ = 0,4 мм/об; S₅ = 0,5 мм.

2.Влияние скорости резания на шероховатость обрабатываемой поверхности определяется при следующих условиях: S = const = 0,21 мм/об; t = const 0,5 мм.

Скорость резания переменная: V₁ = 0,25 м/мин; V₂ = 50 м/мин;

V₃ = 75 м/мин; V₄ = 100 м/мин; V₅ = 125 м/мин.

3.Число оборотов станка определяется по формуле:

об/мин

где V – скорость резания в м/мин; D – диаметр образца в мм.

S=const V=const

D

V₅ V₄ V₃ V₂ V₁ S₅ S₄ S₃ S₂ S₁

Рис.1

4.Затем обработанный образец помещают в призму на столик двойного микроскопа МИС-11 и известным способом замеряют высоту пяти гребешков исследуемого профиля поверхности и вычисляют по формуле Rz:

Rz = 5 L_CPE (мк).

среднее значение разностей отсчетов барабана микрометра окулярного.

Е – величина, обратная линейному увеличению объектива (L₁ – L₁) разность отсчета барабана окулярного микрометра при замере высоты гребешка профиля поверхности.

Для объектива с F = 25,02  E = 0,169

F = 13,89  E = 0,095

F = 8,16  E = 0,057

При измерении шероховатости обработанную заготовку устанавливают на предметный столик так. Чтобы световая цель пересекала следы обработки.

Лампой осветить исследуемую поверхность.

Наблюдая в окуляр 19, перемещением микроскопа и осветителя с помощью крехальер 3 и 2 получить четкое изображение поверхности.

Наклоняя проектирующий микроскоп 11 при помощи винта 10 добиться освещения поверхности в середине поля зрения.

При помощи гайки 9 отфокусировать осветитель так. Чтобы световая полоска была узкой, а обе границы света и тени четкими поворотом окулярного микрометра (винт 1 расфиксировать) установить горизонтальную штриховую линию параллельно вершинам гребешков и застопорить (винт 1).

Вращением барабана 18 вначале совместить штриховую линию окулярной сетки с вершиной профиля и отсчитать показания, а затем с впадинами и снова произвести отсчет.

5.Если в поле зрения объектива видно менее 5 гребешков, то надо существующий объектив заменить на другой с большим F.

Для поверхностей, обработанных с S = 0,1–0,2 мм/об, применить объективы F = 8,16 и F = 13,89. Для поверхностей, обработанных с подачами с S = 0,3–0,5 мм/об, применять объектив F = 25,02.

6.Исходя из заданных режимов резания и радиуса закругления резца определить Rz40 по программе и сравнить с расчетным.

Таблица 1

Режим обработки	Разность отсчета барабана окуляр-микрометра микроскопа (5 замеров)	Среднее значение LCP	Высота микронеровностей вычисляется по формуле	Класс шероховатости поверхности	Класс шероховатости по номограмме

Для определения величины шероховатости по монограмме пользуемся сначала ее правым участком.

От оси абсцисс в точке соответствующей заданной скорости резания восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с кривой от оси ординат, от точки соответствующей заданной подаче.

Затем от точки пересечения проводим горизонтальную линию в левый участок номограммы до пересечения с перпендикуляром, восстановленным от оси абсцисс левого участка номограммы, в точке. Соответствующей заданному радиусу закругления резца. От этой точки пересечения проводим линию параллельно линиям левого участка номограммы до пересечения в осью ординат и смотрим значение величины Rz в этой точке.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1.Наименование и цель работы.

2.Наименование станка.

3.Марка обрабатываемого материала и эскиз заготовки (см. Рис.1).

4.Материал и геометрия режущего инструмента.

5.Режимы резания (V, S, t0.

6.Данные о двойном микроскопе и методике измерения шероховатости поверхности, схема прибора.

7.Сводная таблица экспериментальных и расчетных данных (табл. 1).

8.График зависимости шероховатости обрабатываемой поверхности от подачи и скорости резания. На графиках провести горизонтальные линии, соответствующие границам классов частоты.

9.Выводы.

В выводах приводятся обоснования полученных закономерностей изменения шероховатости поверхности в зависимости от подачи и скоростей, а также расхождение классов частоты по ГОСТ и номограмме.

Для определения классов чистоты в зависимости от высоты микронеровностей по ГОСТ пользоваться табл. 2.

Таблица 2

Классы шероховатости	Обозначения	Высота неровностей в микрометрах
1 2 3 4 5 6	Rz320 Rz160 Rz80 Rz40 Rz20 Rz2,5	320 160 80 40 20 10

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Какие существуют оценки шероховатости поверхностей.

2.Как зависит шероховатость поверхности от радиуса закругления резца.

3.Как зависит шероховатость поверхности от переднего угла .

4.Как зависит шероховатость поверхности от углов в плане ₁ ;.

5.Как зависит шероховатость поверхности от глубины резания.

6.Как зависит шероховатость поверхности от подачи при продольном точении.

7.Как зависит шероховатость поверхности от износа резца.

8.Как зависит шероховатость поверхности от скорости резания.

9.Влияние СОЖ на шероховатость поверхности.

10.Влияние усилия резания Р_V на шероховатость поверхности.

11.Влияние обрабатываемого материала на шероховатость поверхности.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1.ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности.

2.Егоров. Технология машиностроения.

3.Кован. Основы технологии машиностроения.

4. Справочник технолога-машиностроителя. 1-й том. 1973.

5.Н.А. Скраган и др. Лабораторные работы по технологии машиностроения.

6.Зябрева и др. Лабораторные занятия по курсу «Основы взаимозаменяемости и технические измерения».

7.Бобров. Основы теории резания металлов. 1975. Раздел «Шероховатость поверхности».