Технологическая зависимость точности обработки от размерного износа режущего инструмента

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

Технологическая зависимость точности обработки от размерного износа режущего инструмента

Выполнил: студент гр. МКС-10

Золотухина А.И

Проверил: Стариков А.И.

Тюмень 2013

1. Цель работы

износ резец токарный машиностроение

Экспериментально определить зависимость размерного износа режущего инструмента от пути резания.

2. Теоретические положения

В теории резания уделяется большое внимание износу режущего инструмента, так как его величиной определяется период экономической стойкости инструмента. Определяется износ размерами лунки износа по передней грани или фаской износа по задней грани в главном сечении I-I (рис.3.1).

В настоящем разделе лабораторных работ рассматривается износ режущего инструмента с точки зрения точности механической обработки, т.е. тот износ, который непосредственно влияет на точность механической обработки, приводя к погрешностям формы и размера обрабатываемых деталей. Этот износ в технологии машиностроения назван размерным износом режущего инструмента и измеряется на вершине инструмента в направлении, нормальном к обрабатываемой поверхности в сечении II - II.

Для более правильной характеристики износа и для упрощения расчетов точности механической обработки в технологии машиностроения размерный износ изучается в зависимости от пути, пройденного лезвием инструмента в металле (путь резания L в км). Умножая путь резания на подачу, можно легко получить площадь обработанной поверхности.

Рис. 2.1 Размерный износ режущего инструмента

Существует много прямых и косвенных методов измерения размерного износа инструмента. Наиболее точными являются прямые методы измерения, из которых наиболее простым является метод измерения уменьшения размера от вершины режущего лезвия инструмента до определенной базовой поверхности или точки на инструменте, например, на оправке резца. Такое измерение можно проводить либо с помощью микроскопов, либо точными измерительными приборами (рис.3.2).

Рис. 2.2 Приспособление для измерения размерного износа режущего инструмента: 1- индикатор; 2 - резец; 3 - упорный винт; 4 - упоры.

Рис. 2.3 График зависимости размерного износа U от пути резания L

Размерный износ инструмента в процессе резания протекает неравномерно (рис. 3.3). В начальный период резания Lнач происходит повышенный начальный износ Uнач. Далее наступает наиболее продолжительный период (путь Lнорм) нормального износа Uнорм, характеризующийся линейной зависимостью размерного износа от пути резания. Период интенсивного (катастрофического) износа приводит к разрушению режущего лезвия инструмента (на рисунке не показан).

Период начального износа и его величина зависят в основном от качества заточки и доводки инструмента. При хорошей заточке и доводке период начального (повышенного) износа может совершенно отсутствовать. В этом случае размерный износ на всем пути резания до периода катастрофического износа будет равномерным.

На участке нормального износа интенсивность износа характеризуется углом наклона линии износа к оси абсцисс. В этом периоде размерный износ зависит как от материала инструмента и обрабатываемого материала, так и от режима резания, геометрии режущего инструмента и СОЖ.

Линейная зависимость U = f (L) на участке нормального износа дает возможность характеризовать интенсивность износа (при конкретных параметрах технологического процесса) определенным показателем - величиной относительного износа.

Относительным износом называется размерный износ режущего инструмента (в мкм) на пути резания (в 1 км) в зоне нормального износа:

, (2.1)

где: U0 -- относительный износ в мкм/км;

Uнор-- размерный износ на участке нормального износа (в мкм);

Lнор-- путь резания на участке нормального износа в км;

Mи -- масштаб размерного износа в мкм/мм;

МL-- масштаб пути резания в км/мм.

Величина относительного износа наиболее полно характеризует размерную износостойкость режущего инструмента при конкретных условиях обработки.

При технологических расчетах точности обработки, зная относительный размерный износ режущего инструмента, удельную площадь обрабатываемой поверхности F и подачу S можно определить погрешность обработки, обусловленную размерным износом, в том случае, когда инструмент работает в зоне нормального износа.

Более сложно учитывается в расчетах точности обработки начальный размерный износ режущего инструмента тогда, когда обработка поверхности начинается вновь заточенным инструментом. Поэтому А. П. Соколовский предложил при расчетах учитывать начальный износ путем прибавления «дополнительного пути», величина которого зависит от качества заточки и доводки режущего инструмента. В этом случае несколько завышается величина размерного износа в начальный период работы резца (на величину ординат заштрихованной части графика), но значительно упрощаются технологические расчеты. При этом величина размерного износа определяется по формуле:

(2.2)

где: L - путь резания в км;

LДОП - дополнительный путь в км.

Размерный износ режущего инструмента можно также определять и по формуле:

(2.3)

где: Uнач - величина ординаты по рис. 2.3 в мкм.

Относительный (удельный) износ U0 режущего инструмента в значительной мере зависит от материала режущего инструмента и режима резания, материала обрабатываемого изделия и жесткости технологической системы.

Относительный износ резцов при растачивании жаропрочных материалов в 1,5-6 раз больше относительного износа резцов при наружном обтачивании тех же материалов, что объясняется менее благоприятными условиями резания при обработке отверстий.

Изменение глубины резания незначительно влияет на относительный износ инструмента.

Заметное влияние на относительный износ оказывает задний угол резца. С увеличением заднего угла с 8 до 15° относительный износ резцов Т15К6 при точении термообработанной стали 35ХМ со скоростью 2,3 м/с (140 м/мин) возрос с 13 до 17 мкм/км, т. е. на 30 %. Это объясняется ослаблением режущей кромки и ухудшением условий отвода теплоты.

Размерный износ представляет практический интерес только при расчётах точности обработки, т.е. в условиях чистовой обработки. Поэтому

в настоящей работе и изучается размерный износ резцов, при режимах резания чистовой обработки.

3. Оборудование инструменты и аппаратура

Данная работа выполняется на токарно-винторезных станках модели 1К62, 1И611П (95TC - 1)

Инструмент: Резец токарный проходной из быстрорежущей стали.

Приспособления: Патрон токарный, центр вращающийся, резцедержатель.

Индикатор ИЧ402 кл. 02 ГОСТ 577 - 68, Шц 250-0,1 ГОСТ 166-89, МК 50 -0,01 ГОСТ 6507-90.

4. Ход работы

Установить и закрепить на токарном станке заготовку.

Опустить резец в ванну с водой и охладить его в течении 5 мин.

Установить резец в приспособлении так, чтобы базовые плоскости державки резца плотно прилегли к установочным поверхностям приспособления (рис. 2.2). Измерительная поверхность плоского наконечника индикатора должна касаться вершины резца (натяг индикатора 0,1 мм). При таком положении резца индикатор поставить на нуль и снять резец.

Установить и закрепить резец в резцедержателе так, чтобы его продольная ось была перпендикулярна оси станка, а боковая поверхность резца плотно прилегла к боковой поверхности резцедержателя. (Крепить резец болтами резцедержателя очень осторожно 5-10° поворота ключа после соприкосновения болтов с резцом).

Настроить станок на заданный режим резания.

Пустить станок. Через 2 минуты после начала работы отвести резец от заготовки и выключить станок. Снять резец со станка, охладить, установить в приспособление и измерить величину размерного износа как разность двух показаний индикатора. Перед установкой и снятием резца измеренный наконечник индикатора должен быть отведен за пуговку.

Повторить указанные в п.6 приёмы для всех заданных в табл.1 интервалов времени.

Подсчитать путь резания для всех интервалов времени

,

где V - скорость резания в м/мин.

Т - время работы резца от начала работы в мин.

Заполняем таблицу 1:

Нанести точки с координатами L, Ui на график U =Ф(L). и обработать результаты экспериментов так, как указано выше, проведя все необходимые расчёты

Список литературы

1.Балакшин Б.С. Основы технологии машиностроения. - М.: Машиностроение, 1969.-358 с.

2.Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. T.1/Под ред.

А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова - 4-е изд., перераб. и доп. - М.:Машиностроение, 1985.-656 с., ил.

3.Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2/Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова - 4-е изд., перераб. и доп. - М.:Машиностроение, 1985.-496 с., ил.

4.Общемашиностроительные нормативы режимов резания: Справочник: в 2-х томах. А.Д. Локтев, И.Ф.Гущин, Б.И. Балашев и др. - М: Машиностроение, 1991.- 2 т.

5.Маталин А.А. Технология машиностроения. - СПб.: Машиностроение, 1985. - 496 с., ил.

6.Малов А.Н. Справочник технолога-машиностроителя. М.: Машиностроение, 1972, 586 с.

7.Технология технического контроля в машиностроении: Справочное пособие/Под общ.ред. В.Н.Чупырина. -М.: Издательство стандартов, 1990. -400с.

8.Справочник инструментальщика / Под общ. Ред. И.А.Ординарцева. - СПб.: Машиностроение, 1987. -846 с.: ил.

9.Марочник сталей и сплавов / Под общ. ред. В.Г.Сорокина. -М.: Машиностоение, 1989. -640 с.

10.Единая система допусков и посадок СЭВ в машиностроении и приспособлении: справочник: В 2 т. - М.: Издательство стандартов, 1989.

11. Математическое моделирование и технологическое обеспечение точности при изготовлении и ремонте изделий нефтегазового производства: учебное пособие Иванов В.А., Новоселов В.В., Некрасов Ю.И., Шаходанов Ю.И., -Тюмень: ТюмГНГУ, 2002. -182 с.

12. Парфенов В.Д., Кусков В.Н. Износоразрушение безвольфрамовых твердосплавных пластин с нитридоциркониевым покрытием в процессе резания //Трение и износ, Минск, 1994. -Т. 15. -№1. -с. 75-79.

Размещено на Allbest.ru