I.1.1 Лезвийная обработка резанием

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Исследование зависимости шероховатости поверхности при точении от режимов резания

Цель работы: на базе эксперимента и исследования образцов выявить зависимость шероховатости поверхности при токарной обработке от режимов резания

 

План выполнения работы:

- предварительно провести теоретический анализ условий осуществления лезвийной обработки поверхностей на примере точения;

- ознакомиться с применяемым оборудованием, техоснасткой и инструментов в лаборатории металлорежущих станков кафедры;

- провести эксперимент по обработке 3-х наружных цилиндрических поверхностей с разными режимами резания;

- зафиксировать условия резания и размер обрабатываемых поверхностей в карте эксперимента;

- определить с помощью контрольных образцов полученную шероховатость обработанных поверхностей;

- по проведенному эксперименту сделать вывод и заполнить отчет по лабораторной работе по заданной форме.

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Выполнение данной работы проходит в четыре этапа:

1. Ознакомиться с теоретической частью методического руководства, составить план выполнения лабораторной работы.

2. Ознакомиться с оборудованием, оснасткой и инструментом лабораторий кафедры ТСМ.

3. Пронаблюдать за проводимыми опытными работами в лаборатории металлорежущих станков и инструмента.

4. Рассчитать и заполнить в таблицах недостающие режимы обработки. Определить с помощью контрольных образцов полученную шероховатость обработанных поверхностей. Сделать выводы по проделанной работе. Заполнить отчетную документацию.

 

I Теоретические сведения

I.1 Физико-механические основы методов механической обработки

Механическая обработка заготовки резанием применяется для достижения высоких требований к изделиям машиностроения по качеству, надежности и долговечности. Обработка резанием осуществляется в механических цехах (механическое производство) и является продолжением передела заготовки в готовый продукт после заготовительного производства.

Отличительными особенностями механического производства является воздействие какой-либо механической энергией или механическими нагрузками на предмет обработки инструментом при определенной схеме нагружения. Поскольку при механическом воздействии присутствуют нагрузки, то процесс обработки сопровождается деформацией и разрушением материала или перераспределением его объема. При этом происходит изменение формы, размеров и состояния поверхностного слоя, а также других качественных параметров: шероховатости, физико-механических свойств, структуры.

В общем случае методы механической обработки характеризуются внедрением в поверхность обрабатываемой заготовки клинообразного твердого тела – режущей части инструмента, и перемещения его с силами, обеспечиваемыми приводом обрабатывающего оборудования, достаточными для отделения металла, присутствующего на заготовке в виде припуска на обработку. При этом в зоне контакта режущего клина с поверхностью заготовки, происходит сложный физико-химический процесс пластической деформации поверхностного слоя, который приводит к преобразованию срезаемого слоя в стружку и отделению ее от заготовки в виде отходов материала.

Основным методом механической обработки является формообразование поверхности заготовок резанием, т.е. посредством съема материала (СМ):

- лезвийная обработка (ЛИ),

- абразивная обработка (АИ),

- отделочная обработка или обработка свободным абразивом (АС).

I.1.1 Лезвийная обработка резанием

v

Самый распространенный вид механической обработки – обработка лезвийным инструментом – процесс резания материала, сущность которого состоит в срезании более твердым и прочным режущим клином инструмента менее твердого и прочного материала обрабатываемой заготовки. Режущий клин инструмента обеспечивается специальными геометрическими параметрами заточки, которые обеспечивают наиболее оптимальное разрушение обрабатываемого материала – резание, с целью формообразования поверхности (рис. 27.2).

                      v – скорость резания (м/мин);

            D_r  – главное движение (вращательное);

t

s – подача (мм/об);

D_S – движение подачи

(прямолинейное или криволинейное);

s

t – глубина резания (мм)

 

 

Рис. 1. Схема процесса резания (точение)

 

 

Условия осуществления процесса резания

Для осуществления процесса резания необходимо соблюдение некоторых условий:

· твердость и прочность режущей части инструмента должна быть больше твердости и прочности обрабатываемого материала;

· режущая часть инструмента должна быть сформирована в виде режущего клина соответствующими геометрическими параметрами;

· процесс резания может происходить только при соответствующем нагружении системы, которое обеспечивается взаимосвязанными движениями заготовки и инструмента, например: вращение заготовки – скорость резания и поступательное движение инструмента – подача;

· разность размеров обрабатываемой и обработанной поверхности – наличие глубины резания.

Таким образом, можно сделать вывод, что существуют критические условия осуществления процесса резания. Они определяются соотношением прочностных характеристик материала инструмента и обрабатываемой заготовки и параметрами износостойкости и теплостойкости инструментального и обрабатываемого материала. Отсюда следует, что для каждой пары материалов, участвующих в резании, имеют место предельные условия, обусловленные величинами работоспособности его до разрушения – стойкость инструмента. Помимо этих факторов, критические условия обработки зависят от химической совместимости пары материалов. Критические режимы резания определяются скоростью резания, подачей, глубиной резания, которые зависят от жесткости системы СПИЗ (станок – приспособление – инструмент – заготовка). Выбор оптимальных режимов резания зависит от метода лезвийной обработки.