Усадка стружки

Используемая методика определения усадки стружки разработана профессором А.М. Розенбергом в (1968г.).

Пластическая деформация срезаемого слоя в процессе резания проявляется в следующих изменениях формы и размеров (рисунок 3.7) стружки.

1. Укорочение

ℓ_c < ℓ,

где ℓ_c - длина стружки; ℓ -путь, пройденный инструментом

2. Уширение - увеличение поперечного сечения (рисунок 3.7)

А_c > A, (3.1)

где А_c -поперечное сечение элемента стружки; А поперечное сечение резца, мм² (Рисунок 3.8).

A = a * b = t * S мм². (3.2)

3.Увеличение толщины срезаемого слоя ( рисунок 3.7,а)

t _c > t,

где t_c - толщина стружки; t - глубина резания.

Рисунок 3.7. Схема образования усадки стружки – а); б)-примерный график зависимости коэффициента усадки стружки от скорости резания; ℓс-длина стружки; ℓ-длина пути пройденного резцом; tc-толщина стружки, Ky-коэфициет усадки стружки; V-скорость резания м/мин

Величина пластической деформации при резании оценивается коэффициентом усадки стружки К_у и, в зависимости от величины, через которую он выражается, называется:

- коэффициентом линейной усадки К _ул = ℓ / ℓ_c;

- коэффициентом поперечной усадки К_уn = t_c / t = А_c / А (для стали К_уn = 2 - 3; для чугуна К_уn = 1.2 - 1.5).

Коэффициент усадки стружки, характеризующий величину пластической деформации срезаемого слоя, зависит от ряда факторов, в частности, от формы режущей части инструмента, от ее геометрических параметров, от режимов резания и, особенно, от скорости резания(рисунок 3.7,б).

Знание законов пластического деформирования металлов при обработке резанием и явлений, сопровождающих процесс деформирования, позволяет решить вопросы качества обработанных поверхностей деталей машин, их долговечности, износостойкости, а также увеличения стойкости режущих инструментов и снижения мощности в процессе резания. Данная лабораторная работа посвящается изучению влияния параметров режимов резания на пластическую деформацию в процессе резания на примере метода точения по схеме, приведенной на рисунке 3.8.

Рисунок 3.8.Схема точения

По результатам опытов строятся в простых координатах графики функцио­нальных зависимостей (рисунки 3.9— 3.12).

Рисунок 3.9. Влияние скоро­сти резания на коэффициент усад­ки стружки	Рисунок 3.10. Влияние подачи на коэф­фициент усадки стружки
Рисунок3.11. Влияние глуби­ны резания на коэффици­ент усадки стружки	Рисунок3.12. Влияние угла резания на коэффи­циент усадки стружки

Последовательность выполнения работы

1. Измеряются углы резца и заносятся в таблице 3.1.

2. В таблицу заносятся исходные данные для проведения опыта.

3. Заготовка устанавливается в патрон токарного станка и протачивается по наружному диаметру с глубиной резания, обеспечивающей необходимую длину обработки (ℓ ~ 50 мм).

4. Замеряется диаметр заготовки, его величина заносится в табл.1.

5. Определяется необходимая частота вращения шпинделя по заданной скорости резания, (допускается рассчитать её по заданной скорости резания мин^-1

(3.3)

Таблица 3.1 – Результаты измерений

№ бригады	№ замера	г	S, мм/об	t, мм	n, мм	d,мм	V, м/мин	G, r	ℓ,мм	Ac, мм2	A, мм2	Ку
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	1 2 3	+10є +10є +10є	0,12 0,12 0,12	1,5 1,0 0,5	480 480 480				50 50 50
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
2	1 2 3	+10є 10 10	0,12 0,12 0,12	1,0 1,0 1,0	380 480 600				50 50 50
3	1 2 3	+10 10 10	0,08 0,12 0,15	1,0 1,0 1,0	480 480 480				50 50 50
4	1 2 3	-5є 0 +10	0,12 0,12 0,12	1,0 1,0 1,0	480 480 480				50 50 50

6. По технической характеристике станка подбирается ближайшее меньшее значение частоты вращения (n_min), станок настраивается на заданные режимы резания.

7. Подсчитывается реальная скорость резания, на которой производится обработка (V_рез), м / мин.

(3.4)

9. Для замера величины усадки стружки осуществляется обработка для снятия стружки небольшой длины, которая собирается и кладется в соответствующий пакет (на нем должен быть указан номер проведенного опыта).

10. После проведения опытов в лаборатории на аналитических весах осуществляется определение веса элемента стружки, ее длины по поверхности соприкосновения с режущей частью резца, подсчитывается коэффициент усадки стружки.

Коэффициент усадки стружки определяется по формуле:

_. (3.5)

От исследуемой стружки плоскогубцами откусывается часть стружки ℓ ± 50 мм, а затем взвешивается. Так как вес стружки зависит от ее длинны, то вес этого кусочка определяется по формуле

(3.6)

Откуда определяется F_{с, :}мм²

(3.7)

где G_c – вес стружки, г; ℓ_с-длина кусочка стружки, мм;

q- плотность обрабатываемого металла (стали): q = 7,8 г/см³

Тогда, подставляя в формулу 3.5 значение F_c и значение А = t * s получим:

(3.8)

где S- подача мин /об;

t- глубина, мм;

В такой последовательности определяется коэффициент усадки стружки для каждого опыта.

Полученные значения заносятся в протокол. Вторая, третья и четвертая бригады, параллельно с первой, в такой же последовательности выполняют исследования зависимости К_у = f (s); К_у = f (γ); К_у = f (t) с последующим занесением полученных результатов в протокол.

Подсчеты коэффициентов усадки стружки для данных условий производятся не менее трех раз для определения среднего значения К_у.

Все результаты подсчетов заносятся в таблицу.

10.На основании полученных данных строятся графики зависимости.

К_у = f (γ); К_у = f (v); К_у = f (s); К_у = f (t) в соответствующем масштабе.

Масштаб по осям координат выбирают из следующих соображений:

- по оси абсцисс откладывают значение режима обработки (v , s, t, γ) в масштабе

- по оси ординат откладывается значение функций - коэффициент усадки стружки К_у масштабе _.

Масштаб выбирается таким образом, чтобы его максимальное значение на всех полученных опытах не превышало 100 мм.

Если максимальное значение К_{у max}, а его значение на оси ординат принять ℓ ( мм), то масштаб по оси ординат будет равен

_. (3.9)

11. На основании полученных графиков необходимо сделать выводы о влиянии условий резании на коэффициент усадки стружки.

Полученные опытные данные обрабатываются, каждая бригада самостоятельно анализирует кривые графиков, делают выводы.