Статическая и динамическая настройка станка

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ3

1 Лабораторная работа №1 СТАТИЧЕСКАЯ И ДИНАМИЧЕСКАЯ

НАСТРОЙКА СТАНКА3

1.1 Некоторые основные положения3

1.2 Оборудование и оснастка6

1.3 Порядок выполнения работы6

1.4 Оформление отчета7

1.5 Контрольные вопросы7

2 Лабораторная работа №2 Статистический метод

исследования точности механообработки7

2.1 Некоторые основные положения8

2.2 Порядок выполнения работы14

2.3 Оформление отчета15

2.4 Контрольные вопросы15

3 Лабораторная работа №3 ИССЛЕДОВАНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ

ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ ТОЧЕНИЕМ И ВЫГЛАЖИВАНИЕМ15

3.1 Некоторые основные положения15

3.2 Оборудование и оснастка18

3.3 Порядок выполнения работы18

3.4 Оформление отчета20

3.5 Контрольные вопросы21

4 Лабораторная работа №4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ ОБРАБОТКИ

ОТ СИЛ ЗАКРЕПЛЕНИЯ И НЕТОЧНОСТИ УСТАНОВКИ ЗАГОТОВОК21

4.1 Некоторые основные положения21

4.2 Оборудование и оснастка22

4.3 Порядок выполнения работы22

4.4 Оформление отчета25

4.5 Контрольные вопросы и задания25

5 Лабораторная работа №5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ РАЗМЕРНОГО

ИЗНОСА РЕЗЦА И ШЕРОХОВАТОСТИ ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ

ОТ ПУТИ РЕЗАНИЯ И ЭЛЕМЕНТОВ РЕЖИМА ОБРАБОТКИ25

5.1 Некоторые основные положения26

5.2 Оборудование и оснастка31

5.3 Порядок выполнения работы31

5.4 Оформление отчета34

5.5 Контрольные вопросы34

6 Лабораторная работа №6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕСТКОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ И ВЫЗЫВАЕМОЙ ЕЮ ПОГРЕШНОСТИ ОБРАБОТКИ34

6.1 Некоторые основные положения34

6.2 Оборудование и оснастка38

6.3 Порядок выполнения работы 6.138

6.4 Порядок выполнения работы 6.240

6.5 Оформление отчета41

6.6 Контрольные вопросы42

ЛИТЕРАТУРА42

ВВЕДЕНИЕ

 

При выполнении лабораторных работ студентам необходимо выполнять следующие основные правила техники безопасности:

1. Перед началом выполнения цикла работ в лаборатории необходимо пройти инструктаж по технике безопасности с регистрацией его проведения в кафедральном журнале. Только после этого студент может быть допущен к выполнению лабораторных работ.

2. Необходимо соблюдать общие правила техники безопасности при работе на металлорежущих станках.

3. Станок должен быть оснащен защитным экраном, ограждающим зону обработки и защищающим работающего на станке от отлетающей стружки и брызг смазочно-охлаждающей жидкости.

4. Перед пуском станка проверить наличие заземления.

5. Проверить надежность крепления резца на суппорте, оправки (заготовки) в шпинделе станка и заготовок на оправке.

6. Перед началом работы на станке проверить действие отключающих устройств для перемещения суппорта и вращения шпинделя станка.

7. Не переключать частоту вращения шпинделя станка на ходу.

8. Величину подачи устанавливать только на холостом ходу.

9. Работа студента на станке разрешается только в присутствии учебного мастера и преподавателя, проводящего лабораторную работу со студентами.

10.Студент, находящийся в лаборатории, должен работать только на том оборудовании и с теми приборами, заготовками и т.п., которые необходимы ему для выполнения конкретной лабораторной работы.

 

Лабораторная работа №1

СТАТИЧЕСКАЯ И ДИНАМИЧЕСКАЯ НАСТРОЙКА СТАНКА

 

Цель работы: ознакомление с некоторыми теоретическими вопросами и приобретение первоначальных умений и навыков по определению настроечного размера при обработке партии заготовок на токарном станке.

 

Оборудование и оснастка

1) Токарно-винторезный станок модели 16К20 или 16Б16П.

2) Оправка специальная.

3) Вращающийся центр специальный.

4) Штангенциркуль ШЦ-1 ГОСТ 166-80.

5) Микрометры МК-50, либо МК-75, либо МК-100 ГОСТ 6507-78.

6) Набор щупов №2 ГОСТ 882-75.

7) Резец Т15К6 ГОСТ 18877-73.

8) Набор заготовок для деталей типа «диск» – 55-60 штук.

9) Микрокалькулятор.

 

Порядок выполнения работы

1. Настраивается станок на следующий режим обработки: подача So=0,1мм/об, при номинальном размере диаметра L>50 мм частота вращения шпинделя станка n=630 мин-1, при 30<L<50 мм – n=800 мин-1, при L<30 мм – n=1000 мин-1. Глубина резания t должна быть от 0,5 до 1,0 мм (предопределяется диаметрами заготовок и заданным размером обработки).

2. Определяется величина настроечного размера для статической настройки станка L_н по формуле (1.1).

3. Для получения «эталона» устанавливается заготовка и обрабатывается в размер L_э, меньший на 0,2-0,3 мм, чем настроечный размер L_н.

4. Определяется толщина щупа, необходимая для выставления вершины резца на размер статической настройки по полученному «эталону», с использованием зависимости С=(L_н – L_э)/2.

5. С использованием щупа толщиной С производится статическая настройка станка по эталону на настроечный размер L_н (щуп должен только «закусывать»).

6. Производится обработка четырех пробных деталей для последующего осуществления динамической настройки станка.

7. Производится измерение (микрометром) изготовленной группы деталей (4-х штук). Причем замер производится в средней части длины детали дважды с поворотом ее вокруг продольной оси на 90° (в дальнейших расчетах используется среднее значение размера).

8. Производятся расчеты, связанные с динамической настройкой станка: определяется среднее арифметическое значение L_ср с использованием зависимости (1.2), затем среднеквадратичное отклонение σ' по зависимости (1.3) и, наконец, минимальный настроечный размер L_{д min} по зависимости (1.4) (L_{д mах} можно не определять).

9. Производится динамическая настройка станка, для чего:

- на станок устанавливается изготовленный ранее эталон;

- подводится резец к эталону так, чтобы можно было замерить щупом зазор между эталоном и резцом – в результате получаем размер В₁;

- определяется величина В₂=(L_{д min} + 0,01 – L_ср)/2;

- определяется толщина щупа для динамической поднастройки станка: В=В₁+В₂ (величина В₂ берется со своим знаком);

- устанавливается резец по отношению к эталону на величину В – в результате произвели динамическую поднастройку технологической системы в заданных пределах.

10.Обрабатывается 50 заготовок.

11.Производится измерение диаметров 50 деталей. Причем замер производится в средней части длины детали дважды с поворотом ее вокруг продольной оси на 90°. По каждому диску данные двух измерений и их средние значения заносятся в таблицу результатов измерений.

 

Оформление отчета

Отчет оформляется в отдельной или единой тетради с другими лабораторными работами по данному курсу и должен содержать: название работы, цель работы, краткое содержание основных положений, перечень оборудования и оснастки, используемых при выполнении лабораторной работы, последовательность выполнения работы со всеми необходимыми расчетами и данными, полученными при выполнении работы. При этом результаты замеров 50 деталей оформляются в виде отдельной таблицы, в шапке которой должны быть: порядковый номер детали (от 1 до 50), значения двух замеров по каждой детали и их средние значения. Следует иметь в виду, что средние значения всех 50 деталей будут использоваться в качестве исходных данных для выполнения последующей лабораторной работы.

 

1.5 Контрольные вопросы

1. Что понимается под настройкой станка?

2. От чего зависит точность настройки?

3. Какие существуют методы настройки станка и их суть?

4. Что такое настроечный размер и как он определяется при статической и динамической настройке станка?

5. Какова последовательность действий при статической настройке с динамической поднастройкой станка, используемая при выполнении лабораторной работы?

 

Лабораторная работа №2

Механообработки

Цель работы: ознакомление с основными понятиями и задачами, решаемыми статистическим методом исследования технологического процесса и приобретение некоторых умений по определению точности обработки на токарном станке.

Порядок выполнения работы

1. Для выполнения работы в качестве исходных данных используются результаты средних замеров 50 деталей, полученные при выполнении предыдущей работы, а также значение заданного преподавателем размера детали, который необходимо обеспечить при обработке.

2. Определяется минимальное Х_min и максимальное Х_max значения среди имеющихся данных и, задавшись 5 или 7 интервалами К, рассчитывается ширина интервала ΔХ с использованием зависимости (2.1) (К=5 обеспечивает меньший объем дальнейших вычислений).

3. Подготавливается таблица по форме таблицы 2.1.

 

Таблица 2.1 – Статистическая обработка результатов эксперимента

Интервалы	Середины интервалов	mi	Хi·mi	Хi-Хср	(Хi-Хср)2	(Хi-Хср)2·mi
√-√	√	√	√	√	√	√
…	…	…	…	…	…	…
√-√	√	√	√	√	√	√
—	—	√	√	—	—	√

 

4. Записываются значения интервалов в 1 колонку таблицы.

5. Определяются середины каждого интервала и значения заносятся во 2 колонку таблицы.

6. Определяется частота попадания экспериментальных размеров в каждый интервал и данные заносятся в 3 колонку. Причем, если значение находится на границе двух интервалов, то необходимо в каждый интервал записать по 0,5 попадания. Подстрочная сумма 3 колонки дает количество замеренных деталей (записывается в таблицу).

7. Для каждого интервала подсчитываются произведения Х_i·m_i и значения заносятся в 4 колонку. Подстрочная сумма 4 колонки заносится в таблицу.

8. Определяется среднеарифметический размер по зависимости (2.4).

9. Заполняются построчно 5, 6 и 7 колонки таблицы, подсчитывается подстрочная сумма 7 колонки и записывается в таблицу.

10.Определяется величина среднеквадратического отклонения σ по зависимости (2.5).

11.Производятся необходимые расчеты для приведения к масштабу кривой нормального распределения с использованием зависимостей (2.6).

12.Строятся на одном графике кривые фактического и теоретического распределения и поле допуска на исследуемый размер.

13.Рассчитывается точность обработки на исследуемой операции Δ по формуле (2.7).

14.Делаются выводы по выполненной работе. Для этого график дополняется положением ширины поля рассеяния Δ и по взаимному расположению его и поля допуска выявляется: имеется ли брак (какой и в каком объеме), имеется ли часть поля допуска (какая по величине) для компенсации размерного износа режущего инструмента, если есть неисправимый брак, то как его избежать.

Оформление отчета

Отчет по данной работе должен содержать: исходные данные для выполнения работы; расчет ширины интервала; заполненную таблицу статистической обработки результатов эксперимента, расчеты значений Х_ср, σ; график; расчет ширины поля рассеяния D и выводы по выполненной работе.

 

2.4 Контрольные вопросы

1. Виды погрешностей.

2. Сущность статистического метода исследования точности.

3. Что такое гистограмма и полигон (фактическое) распределения?

4. Как определяется и что собой характеризует среднее арифметическое значение (центр группирования или центр рассеяния) исследуемого параметра?

5. Как определяется и что собой характеризует среднеквадратическое отклонение (мера рассеяния случайной величины относительно центра группирования)?

6. Какие основные задачи решаются статистическим методом исследования точности обработки?

7. Какова последовательность действий для определения точности обработки на станке?

8. Как определяется процент годных и бракованных деталей, а также исправимый и неисправимый брак?

9. Каким образом можно дифференцировать случайные и систематические погрешности?

10.Как сравнивается точность работы на разных станках?

11.Как определяется необходимое число однотипных операций или проходов для заданной степени точности?

12.Сущность метода статистического контроля.

13.Какова последовательность получения экспериментальных данных для исследования точности обработки дисков статистическим методом?

14.Какова последовательность обработки этих экспериментальных данных?

 

Лабораторная работа №3

Оборудование и оснастка

1) Токарно-винторезный станок модели 16К20 или 16Б16П.

2) Заготовка-образец длиной 400-500 мм и диаметром более 50 мм с поясками шириной 10-15 мм.

3) Вращающийся центр.

4) Резец Т15К6 ГОСТ 18877-73.

5) Приспособление для выглаживания.

6) Микрометр МК-75, либо МК-100 ГОСТ 6507-78.

7) Штангенциркуль ШЦ-1 ГОСТ 166-80.

8) Профилометр-профилограф.

9) Образцы шероховатости при точении стали.

10) Микрокалькулятор.

 

Порядок выполнения работы

1. Устанавливается с поджатием центром задней бабки на токарно-винторезный станок заготовка-образец, резец и приспособление для выглаживания.

2. Протачиваются все пояски заготовки для устранения биения с Ѕ=0,15 мм/об; n=630 мин^-1.

3. Проводится эксперимент по определению зависимости шероховатости Rа от величины подачи Ѕ при черновом точении. Для этого:

- устанавливаются постоянная частота вращения шпинделя станка n=400 мин^-1 и t=1-2 мм;

- протачиваются четыре пояска заготовки с подачами: Ѕ₁=0,9 мм/об, Ѕ₂=0,6 мм/об; Ѕ₃=0,4 мм/об; Ѕ₄=0,25 мм/об и определяются по образцам шероховатости значения Rа₁ Rа₂ и Rа₃, соответствующие установленным величинам подач.

4. Проводится эксперимент по определению зависимости шероховатости Rа от величины подачи Ѕ при чистовом точении. Для этого:

- устанавливаются постоянная частота вращения шпинделя станка n=630 мин^-1 и t=0,5-0,75 мм;

- протачиваются четыре (следующих) пояска заготовки с подачами: Ѕ₁=0,25 мм/об; Ѕ₂=0,15 мм/об; Ѕ₃=0,1 мм/об и Ѕ₄=0,06 мм/об и определяются по образцам шероховатости значения Rа₁, Rа₂, Rа₃ и Rа₄, соответствующие установленным величинам подач. При этом, если значения Rа_i будут приближаться к 3,2 мкм и меньше, то эти значения необходимо уточнить (установить) с использованием профилометра-профилографа, но только после выполнения эксперимента по выглаживанию поверхности, т.к. заготовку необходимо будет снимать со станка.

5. Проводится эксперимент по определению зависимости шероховатости Rа от величины подачи Ѕ при выглаживании поверхности. Для этого:

- устанавливаются постоянная частота вращения шпинделя станка n=630 мин^-1 и сила выглаживания Р=100 Н;

- выглаживаются пять (следующих) поясков заготовки с подачами: Ѕ₁=0,05 мм/об, Ѕ₂=0,06 мм/об, Ѕ₃=0,075 (0,07) мм/об, Ѕ₄=0,09 (0,08) мм/об и Ѕ₅=0,1 мм/об (в скобках указаны величины подач для станка модели 16Б16П);

- снимается заготовка со станка и на профилометре-профилографе определяются значения Rа₁, Rа₂, Rа₃, Rа₄ и Rа₅, соответствующие установленным величинам подач (целесообразно определить значение шероховатости и по образцам шероховатости).

6. Построить графики зависимости шероховатости обработанной поверхности от величины подачи, т.е. Rа=f(Ѕ) для чернового, чистового точения и выглаживания. Для этого по оси X откладываются значения Ѕ, а по оси Y – Rа.

7. Подгруппа студентов разбивается на три бригады (по 3-5 человек в бригаде), каждая из которых выполняет математическую обработку данных одного из заданных преподавателем эксперимента двумя методами (черновое или чистовое точение или выглаживание). Зависимость шероховатости обработанной поверхности от подачи является, как правило, линейной и описывается зависимостью

(3.1)

где Y – значение функции, в данной работе Ra, мкм;

Х – значение аргумента, в данной работе S, мм/об;

А, С – параметры зависимости, которые необходимо определить графическим методом и методом наименьших квадратов.

При графическом методе определения параметров А и С поступают следующим образом. На график с соблюдением принятых масштабов по осям X и Y наносят все полученные экспериментальные точки, по отношению к которым проводится равнорасположенная прямая линия. Пересечение этой линии с осью Y дает значение С, а значение тангенса угла наклона этой линии к оси X дает значение А. Недостатком этого способа является неоднозначность проведения прямой линии на графике. Этот недостаток устраняется при использовании метода наименьших квадратов для определения параметров А и С линейной зависимости (3.1).

При определении параметров А и С методом наименьших квадратов используется следующая система уравнений

(3.2)

Для облегчения вычислений целесообразно воспользоваться формой таблицы 3.1.

 

Таблица 3.1 – Расчет параметров линейной зависимости

i	Хi	Yi	Xi×Yi	X	A×Xi
	Ö	Ö	Ö	Ö	Ö	Ö	Ö
	Ö	Ö	Ö	Ö	Ö	Ö	Ö
	Ö	Ö	Ö	Ö	Ö	Ö	Ö
…	…	…	…	…	…	…	…
n	SXi	SYi	SXi×Yi	SX	—	—	—

 

Колонки 1-5 таблицы 3.1 предназначены для определения значений соответствующих параметров системы уравнений (3.2). Решив систему уравнений (3.2), делается проверка соответствия экспериментальным данным результатов, получаемых по зависимости (3.1) для чего используются колонки 6-8 таблицы 3.1.

После выполнения математической обработки результатов эксперимента (всеми бригадами) составляется сводная таблица по всем способам обработки, например, по форме таблицы 3.2.

 

Таблица 3.2 – Результаты математической обработки данных экспериментов

Способ обработки поверхности	Y=A×X + C	Максимальная погрешность
+d	-d
Черновое точение	Ra=…×S + …	Ö	Ö
Чистовое точение	Ra=…×S + …	Ö	Ö
Выглаживание	Ra=…×S + …	Ö	Ö

 

Примечание. Форма таблицы 3.2 используется как при определении параметров зависимости (3.1) графическим методом, так и методов наименьших квадратов, а колонки 6-8 таблицы 3.1 могут быть использованы и при графическом методе определения параметров А и С зависимости (3.1).

8. Делаются выводы по выполненной работе, в которых отражается насколько полученные в работе экспериментальные данные соответствуют информации, приведенной в подразделе 3.1 настоящего практического пособия, а также получаемым данным по линейной зависимости (3.1), для которой параметры были определены графическим методом и методом наименьших квадратов.

 

Оформление отчета

Отчет по работе оформляется в единой тетради с другими лабораторными работами по данному курсу и должен содержать: название работы, цель работы, перечень оборудования и оснастки, используемых при выполнении лабораторной работы, последовательность и условия (значения режимов обработки) выполнения работы со всеми данными, полученными при выполнении работы, графики, математическую обработку заданной преподавателем зависимости Rа=f(S), сводные таблицы (таблицу) математической обработки данных экспериментов и выводы.

 

3.5 Контрольные вопросы

1. Что понимается под качеством деталей машин?

2. От каких факторов и как зависит микрогеометрия поверхности?

3. В чем заключается сущность алмазного выглаживания?

4. Какие параметры процесса выглаживания и как влияют на шероховатость обработанной поверхности?

 

Лабораторная работа №4

Оборудование и оснастка

1) Токарно-винторезный станок модели 16К20.

2) Оправка ступенчатая специальная.

3) Индикатор часового типа ИЧ-10.

4) Штатив с магнитным основанием.

5) Микрокалькулятор.

 

Порядок выполнения работы

1. Установить заготовку (ступенчатую оправку) в трехкулачковый патрон и, не закрепляя ее, плотно прижать буртиком к торцовым поверхностям кулачков.

2. Установить на станке два штатива с индикаторами таким образом, чтобы измерительный наконечник одного индикатора выходил на торцовую поверхность заготовки, а второго – на цилиндрическую образующую оправки в горизонтальной плоскости. Целесообразно, чтобы наконечник первого индикатора имел сферическую поверхность контакта с заготовкой, а второго – плоскую. Индикаторы устанавливаются с натягом 1-2 мм, а стрелки их выводятся на ноль.

3. Не проворачивая оправку вокруг ее продольной оси многократно (50 раз) закрепляется заготовка. При каждом закреплении фиксируются показания индикаторов и заносятся данные в таблицу 4.1 результатов экспериментов.

 

Таблица 4.1 – Результаты экспериментов

Номер замера	От сил закрепления	При установке
в осевом направлении	в радиальном направлении	в осевом направлении	в радиальном направлении
	Ö	Ö	Ö	Ö
	Ö	Ö	Ö	Ö
	Ö	Ö	Ö	Ö
…	…	…	…	…
	Ö	Ö	Ö	Ö

 

4. Проворачивая оправку вокруг ее продольной оси, многократно (50 раз) закрепляется заготовка. При каждом провороте и последующем закреплении образца фиксируются показания индикаторов и заносятся данные в таблицу 4.1 результатов экспериментов. При этом, данные, полученные в п. 3, характеризуют величину погрешности от сил закрепления, а в п. 4 – величину погрешности установки в трехкулачковом патроне токарно-винторезного станка. В результате получены данные четырех экспериментов.

5. Подгруппа студентов разбивается на четыре бригады, каждая из которых выполняет статистическую обработку данных одного из указанных преподавателем эксперимента. Методика статистической обработки экспериментальных данных заключается в следующем:

- определяется минимальное Х_min и максимальное Х_mах значения среди имеющихся данных и, задавшись 5 или 7 интервалами К (К=5 обеспечивает меньший объем дальнейших вычислений), рассчитывается ширина интервала ΔХ с использованием зависимости

(4.1)

- подготавливается таблица по форме таблицы 4.2;

- записываются значения интервалов в 1 колонку таблицы 4.2;

 

Таблица 4.2 – Статистическая обработка результатов эксперимента

Интервалы	Xi	mi	Xi×mi	Xi – Xср	(Xi – Xср)2	(Xi – Xср)2×mi
Ö – Ö	Ö	Ö	Ö	Ö	Ö	Ö
…	…	…	…	…	…	…
Ö – Ö	Ö	Ö	Ö	Ö	Ö	Ö
—	—	Ö	Ö	—	—	Ö

- определяются середины каждого интервала Х_i и значения заносится во 2 колонку таблицы 4.2.

- определяется частота попадания экспериментальных размеров m_i в каждый интервал и данные заносятся в 3 колонку. Причем, если значение находится на границе двух интервалов, то необходимо в каждый интервал записать по 0,5 попадания. Подстрочная сумма 3 колонки дает количество замеренных деталей, т.е. объем выборки n (записывается в таблицу 4.2);

- для каждого интервала подсчитываются произведения Х_i×m_i и значения заносятся в 4 колонку. Подстрочная сумма 4 колонки заносится в таблицу 4.2;

- определяется среднеарифметический размер по зависимости

(4.2)

- заполняются построчно 5, 6 и 7 колонки таблицы, подсчитывается подстрочная сумма 7 колонки и записывается в таблицу 4.2;

- определяется величина среднеквадратического отклонения s по зависимости

(4.3)

- производятся необходимые расчеты для приведения к масштабу кривой нормального распределения. Для этого определяются четыре значения ординаты по следующим зависимостям:

(4.4)

где n – объем выборки;

ΔХ – ширина интервала, определенная по формуле (4.1);

σ – среднеквадратическое отклонение, определенное по формуле (4.3);

Y_max – значение ординаты, соответствующее Х_ср;

Y_σ, Y_2σ, Y_3σ – значения ординат, соответствующие отклонениям вправо и влево от Х_ср на величину, соответственно, равную σ, 2σ и 3σ.

- строятся на одном графике кривые фактического и теоретического рас­пределения. По полученным семи значениям ординат (точкам) строится кривая нормального распределения, которая имеет точки перегиба на ординатах, равных Y_s. В случае соответствия кривой фактического распределения закону нормального распределения, значение ширины поля рассеяния D определяется по формуле

(4.5)

что гарантирует попадание 99,73% всех значений в это поле рассеяния.

В результате выполнения вышеприведенных действий получаем для конкретного эксперимента значение погрешности, равное Х_ср, и поля рассеяния изучаемой погрешности, равное D, т.е. значение изучаемой погрешности будет равно Х_ср±D/2.

6. После обработки всеми бригадами данных заданных им экспериментов составляется сводная таблица 4.3 полученных результатов по всем экспериментам и делаются выводы о проделанной работе, обращая внимание на причины, вызывающие появление погрешностей в осевом и радиальном направлениях как от сил закрепления заготовок, так и от их установки в трехкулачковом патроне токарно-винторезного станка.

 

Таблица 4.3 – Результаты обработки экспериментальных данных

Значение параметра	От сил закрепления	При установке
в осевом направлении	в радиальном направлении	в осевом направлении	в радиальном направлении
s	Ö	Ö	Ö	Ö
Хср±D/2	Ö	Ö	Ö	Ö

 

Оформление отчета

Отчет по работе должен содержать: название работы, цель работы, перечень оборудования и оснастки, используемых при выполнении лабораторной работы, последовательность и условия выполнения работы со всеми экспериментальными данными, статистическую обработку заданного преподавателем эксперимента (с необходимыми расчетами, таблицами, рисунком), сводную таблицу результатов обработки экспериментальных данных и выводы по работе.

 

4.5 Контрольные вопросы и задания

1. Из каких элементов складывается погрешность установки?

2. Дайте характеристику каждому из элементов погрешности установки.

3. Какие факторы оказывают наибольшее влияние на величину погрешности закрепления в самоцентрирующем трехкулачковом патроне в осевом и радиальном направлениях?

4. Какие факторы оказывают наибольшее влияние на величину погрешности установки в трехкулачковом патроне в осевом и радиальном направлениях?

5. Какова последовательность действий при определении величины по­грешности закрепления в самоцентрирующем трехкулачковом патроне в осевом и радиальных направлениях?

6. Какова последовательность действий при определении величины по­грешности установки в самоцентрирующем трехкулачковом патроне токарно-винторезного станка (в осевом и радиальных направлениях)?

 

Лабораторная работа №5

Оборудование и оснастка

1) Токарно-винторезный станок модели 16К20.

2) Резцы.

3) Штангенциркуль.

4) Секундомер.

5) Заготовка диаметром более 100 мм и длиной L»800 мм.

6) Образцы шероховатости.

7) Приспособление для измерения размерного износа резца.

8) Микрокалькулятор.

 

Порядок выполнения работы

В связи с тем, что размерный износ резца и шероховатость обработанной им поверхности может зависеть от пути резания и элементов режима обработки, то целесообразно при одном и том же эксперименте фиксировать значение как величины износа резца, так и шероховатость обработанной поверхности. При этом, с целью выработки некоторых умений и навыков постановки эксперимента и обработки его результатов целесообразно выполнить лабораторную работу с использованием классического подхода постановки эксперимента, который заключается в том, что изме­няется только один фактор по всем принятым уровням, а остальные факторы выдерживаются на каком-то одном постоянном уровне. Затем точно также последовательно поступаем и со всеми остальными факторами. Шероховатость необходимо определять с использованием образцов шероховатости.

1. В патрон токарного станка с упором в задний вращающийся центр за­крепить образец (заготовку).

2. Установить и закрепить резец в резцедержателе станка. Материал режущей части резцов Т15К6. Резцы для экспериментов имеют постоянную геометрию g=10°, a=15°, j=60°, j₁=15°, l=0°, r=0,5 мм.

3. Охладить резец эмульсией в течение 1 мин.

4. Установить измерительное приспособление на резцедержатель, подвести ножку индикатора к вершине резца (с натягом не менее 0,1 мм) и зафиксировать показание индикатора на ноль.

Для выполнения работы на участке нормального износа резца необходимо до начала эксперимента «вывести» его в зону II (рисунок 5.4), т.е. обрабатывать заготовку на длине пути резания равной 1,5 км при режиме обработки: V=150 м/мин; S=0,1 мм/об; t=2 мм. Для этого определяем частоту вращения станка по формуле

(5.10)

где d – максимальный диаметр обработки, мм.

Уточняем по паспорту станка частоту вращения шпинделя n (на 60-70% ближе к ближайшей большей ступени) и уточняется фактическая скорость резания V из зависимости (5.10);

- определяется продолжительность работы Т на заданном режиме резания для преодоления 1,5 км пути резания резцом по формуле

(5.11)

- пустить станок и через Т минут от начала работы отвести резец от заготовки и выключить станок;

- охладить резец эмульсией в течение 1 мин, установить приспособление и измерить величину размерного износа U_о (показание индикатора), а также шероховатость обработанной поверхности Rа.

Данным резцом проводится вся или значительная часть лабораторной работы, т.е. до его критического износа (участок III на рисунке 5.4). В случае выхода резца в зону его критического износа в каком-то опыте (резкое изменение в показании индикатора по сравнению с предыдущим опытом) необходимо этот опыт выполнить повторно, предварительно «выведя» новый резец в зону его нормального износа (с замером его нового значения U_он и шероховатости обработанной поверхности Rа_н).

5. Настроить станок на заданный режим работы: V=150 м/мин; S=0,1 мм/об; t=0,5 мм.

6. Пустить станок. Через 2 мин от начала работы отвести резец от заготовки и выключить станок. Охладить резец эмульсией в течение 1 мин, установить приспособление и измерить величину размерного износа U₁ (показание индикатора), а также шероховатость обработанной поверхности Ra.

7. Повторить приемы, указанные в п. 6 три раза и измерить U₂, U₃, U₄ и Rа₂, Rа₃, Rа₄.

8. Подсчитать путь резания L для всех точек по формуле

(5.12)

9. Настроить станок на новый режим работы: V=50 м/мин; S=0,1 мм/об; t=0,5 мм.

10.Пустить станок. Через 6 мин от начала работы отвести резец от заготовки и выключить станок. Охладить резец эмульсией в течение 1 мин, установить приспособление и измерить величину размерного износа U₅, и шероховатость обработанной поверхности Rа₅.

11.Настроить станок на новый режим работы: V=100 м/мин; S=0,1 мм/об; t=0,5 мм.

12.Пустить станок. Через 3 мин от начала работы отвести резец от заготовки и выключить станок. Охладить резец эмульсией в течении 1 мин, установить приспособление и измерить величину размерного износа U₆, и шероховатость обработанной поверхности Rа₆.

13.Повторить приемы, указанные в п. 6 для подачи S=0,2 мм/об и затем S=0,4 мм/об. Остальные режимы: V=150 м/мин, t=0,5 мм.

14.Повторить приемы, указанные в п. 6 для глубины резания t=1 мм и затем t=2 мм. Остальные режимы: V=150 м/мин, S=0,1 мм/об.

15.Записать выполненную последовательность опытов проведенного эксперимента и им соответствующие значения U_i и Rа_i в колонки 7-8 таблицы 5.3.

 

Таблица 5.3 – Результаты эксперимента

<

i	Vi, м/мин	Si, мм/об	ti, мм	Тi, мин.	Li, м	Ui, мкм	Rai, мкм	L , мкм	U , мкм
	»150	0,1	0,5	√		√	√		—
	»150	0,1	0,5		√	√	√	√	√
	»150	0,1	0,5		√	√	√	√	√
	»150	0,1	0,5		√	√	√	√	√
	»150	0,1	0,5		√	√	√	√	√
	»50	0,1	0,5		√	√	√	√	√
	»100	0,1	0,5		√	√	√	√	√
	»150	0,2	0,5		√	√	√	√	√
	»150	0,4	0,5		√	√	√	√	√
	»150	0,1	1,0		√	√	√	√	√
	»150	0,1	2,0		√	√	√	√