4.2. Графо-аналитический метод обработки экспериментальных данных

Экспериментально установлено, что составляющие силы резания при точении в зависимости от типа конструкционного материала могут быть определены по следующей формуле (4.1), где C_pi, - постоянный коэффициент, зависящий от физико-механических свойств материала заготовки и условий обработки;

z_pi, - показатель степени, учитывающий влияние свойств материала;

Значения постоянных коэффициентов показателей степеней и поправочных коэффициентов в выражении (4.1) для конкретных условий обработки могут быть определены по однофакторной или многофакторной методике, суть которых состоит в поочередном или одновременном изменении условии обработки.

При изменении только одного из параметров выражение (4.1) для каждой составляющей силы резания примет свой первоначальный вид:

Графически выражение (4.1) изображается в виде графика степенной функции. Нахождение коэффициентов C_p и показателей степеней z_p таких функций при экспериментальных исследованиях упрощается после логарифмирования

(4.2)

Полученные выражения аналогичны уравнениям первой степени вида

(4.3)

Таким образом, выражения /4.2/ в двойной логарифмической системе координат, т.е. когда по осям откладываются не сами величины a их логарифмы, изобразятся в виде прямых. При этом показатели степеней, показывающие соответственно степень влияния исследуемого фактора, численно равны тангенсам углов наклона линий функции P_z = f() к горизонтальной оси

(4.4)

C_pi, - коэффициенты, зависящие от материалов заготовки и инструмента, условий обработки и прочих факторов, численно равные составляющей P_i силы резания при единичных значениях t, s, v.

4.3. Порядок выполнения работы

1.Определить физико-механические свойства обрабатываемого материала.

2.Измерить конструктивные и геометрические параметры резца, диаметр и длину заготовки.

3. Произвести тарировку динамометра и построить тарировочный график в координатах показания динамометра- сила резания.

4.Установить динамометр и заготовку на станок.

5.С помощью динамометра и тарировочного графика определить величины составляющих силы резания P_z , Р_у и Р_х в зависимости от применяемых конструкционных материалов при постоянных глубине резания t =1,0 мм, подаче s =1,0 мм/об и скорости резания v = 20 м/мин и занести данные в таблицу 4.1.

6. На основании полученных данных в логарифмической системе координат строятся графики зависимостей P_z(P_y, P_x) = f(HB, ).

9. На основании данных таблицы 4.1.и построенных графиков графо-аналитическим методом определить коэффициенты С_Рi и показатели степени z_pz, z_py, z_px частных и обобщенной зависимостей для каждой составляющей силы резания. При этом показатели степени z_pz, z_py, z_px определяются как tg₁, tg₂, tg₃ и т.д /выражение /4.4/, а коэффициенты С_Рi - подстановкой в выражения (4.1) и (4.2) значений величин составляющих P_z, Р_у Р_x при соответствующих значениях геометрического параметра инструмента из таблицы 4.1. Каждое из значений z_pz, z_py, z_px, C_p определяется не менее трех раз и затем находится среднее арифметическое.

10. На основании полученных зависимостей P_z(P_y, P_x) = f(HB, ) сделать вывод о влиянии механических свойств конструкционного материала на составляющие силы резания P_z, Р_у Р_x.

11.Оформить отчет по работе.

4.4.Содержание отчета

Отчет оформляется в специальной тетради грамотно и аккуратно. Все записи должны быть выполнены чернилами, а схемы и другой иллюстративный материал карандашом. Отчет представляется на проверку и подпись преподавателю по окончании работы и при сдаче зачета;

Отчет должен содержать следующие разделы

4.4.1. Название, цель и содержание работы

4.4.2. Техническая характеристика станка.

4.4.3. Физико-механические свойства обрабатываемого материала.

4.4.4. Наименование, геометрия и инструментальный материал режущего инструмента.

4.6.5. Рабочий эскиз заданного инструмента со всеми видами, сечениями, разрезами, необходимыми для полного уяснения его геометрии (фронтальная, горизонтальная, при необходимости профильная проекции, сечения в главной и вспомогательной секущей плоскостях, дополнительные виды при необходимости).

Таблица 4.1

№ серии	№ опыта	Геометрия инструмента	Параметры конструкционного материала		Составляющие силы резания
			HB	B	Pz, кн	Py, кн	Px, кн
1	1 2 3 4 5
2	1 2 3 4 5
3	1 2 3 4 5
4	2 3 4 5
5	2 3 4 5

4.4.6. Зависимость составляющих силы резания P_z, Р_у Р_x, от исследуемого параметра конструкционного материала /таблица 4.1/.

4.4.7. Графики зависимостей P_z(P_y, P_x) = f(HB, ) в двойных логарифмических координатах.

4.4.8. Расчеты показателей степени z_pz, z_py, z_px, и коэффициентов C_p в выражениях 4.1 и 4.2.

4.4.9. Зависимости P_z(P_y, P_x) = f(HB, ) 4.1, 4.2 с рассчитанными значениями z_pz, z_py, z_px, и C_p.

4.4.10. Выводы.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. / В.Ф. Бобров М.: Машиностроение, 1975. С 11-52.

2. Вульф A.M. Резание металлов. / А.М. Вульф Л.: Машиностроение, 1973. С. 35-73.

3. Грановский Г.Г., Резание металлов. / Г.Г. Грановский, В.Г. Грановский. М.: Высш. шк., 1985.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Лабораторная работа № 1. Экспериментальное исследование влияния угла резания инструмента на составляющие силы резания при точении резцом с твердосплавной пластиной………………………………………..	1
2. Лабораторная работа № 2. Экспериментальное исследование влияния угла в плане инструмента на составляющие силы резания при точении резцом с твердосплавной пластиной………………………………………..	8
3. Лабораторная работа № 3. Экспериментальное исследование влияния угла наклона главной режущей кромки и радиуса переходного лезвия на составляющие силы резания при точении……………………………………….	14
4. Лабораторная работа № 4. Экспериментальное исследование влияния механических свойств конструкционного материала на составляющие силы резания при точении………………………………………………………...	20
Библиографический список………………………………	27

ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛЫ РЕЗАНИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторных работ № 1–4

по дисциплине «Физические основы обработки

материалов резанием» для студентов направления

подготовки бакалавров 151900 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных

производств» (профиль «Металлообрабатывающие станки и комплексы») всех форм обучения

Составители:

Жачкин Сергей Юрьевич

Симонова Юлия Эдуардовна

В авторской редакции

Подписано к изданию 20.11.2012

Уч.-изд. л. 1,8 «С»

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

3 94026 Воронеж, Московский просп., 14

32