ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НЕКОТОРЫХ ФАКТОРОВ ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ НА ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ

Микрогеометрия поверхности в значительной степени зависит от способа механической обработки детали (точения, шлифования, обкатывания, полирования и т.д.). Кроме того, микрогеометрия поверхности, например, при точении, меняется при изменении скорости резания, подачи, глубины резания, радиуса закругления вершины резца, свойств обрабатываемого материала, жесткости системы СПИД, геометрии инструмента, при использовании СОЖ.

При различных условиях обкатки отдельные факторы могут быть главными, либо второстепенными. При точении наибольшее влияние на микрогеометрию поверхности оказывает скорость резания , продольная подача , радиус закругления резца . Влияние же геометрии инструмента и глубины резания сказываются в меньшей степени.

Качественные показатели поверхности, полученные путем обкатывания, в основном, определяются режимами обкатывания. Наибольшее влияние на шероховатость поверхности оказывают давление на деформирующийся элемент и подача. В меньшей степени влияют число проходов и скорость обкатывания. В настоящий работе предусматривается исследование влияния различных факторов при механической обработке на шероховатость поверхности.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Обработать валик на токарном станке согласно чертежу, выдаваемому преподавателем (рис. 1), в следующей последовательности:

1. Исследовать влияние скорости резания на шероховатость поверхности. Обработку участков 1, 2, 3, 4 валика проводить при изменении скорости резания, сохраняя постоянными значения подачи и глубины резания , .

Скорость резания устанавливать по участкам в пределах от 50 до 200 м/мин, принятый режим резания скорректировать по станку. Частоту вращения заготовки определить по формуле

,

где - диаметр обрабатываемой заготовки, мм; - скорость резания, м/мин.

Пользуясь эталонами, определить шероховатости и построить график зависимости .

Рисунок 1 - Эскиз заготовки.

2. Исследовать влияние подачи на шероховатость поверхности.

Обработку участков валика 1-4 проводить при , . Подачу установить по участкам 1-4 в пределах 0,08-0,6 мм/об. Определить шероховатость поверхности после обработки и построить график зависимости .

3. Исследовать влияние глубины резания на шероховатость поверхности. Обработку участков 1-4 проводить при . Глубину резания установить по участкам 1-4 в переделах 0,25-2 мм. Определить шероховатость поверхностей участков 1-4 после обработки и построить график зависимости .

4. Исследовать влияние наличия радиуса при вершине резца на шероховатость обрабатываемой поверхности. Профиль шероховатости обработанной поверхности зависит от радиуса при вершине резца . Высота микронеровностей для случая может быть определена формулой

Высота микронеровностей для случая может быть определена выражением

где - расчетная высота гребешков на поверхности, мм; - подача, мм/об; - радиус закругления вершины резца, мм; , - главный и вспомогательный углы резания в плане.

Обработку участков 1 и 2 проводить при постоянных значениях режимов резания. Участок 1 обработать инструментом со следующей геометрией: ; ; ; ; мм. Участок 2 обработать инструментом, имеющим следующую геометрию: ; ; ; ; мм. Определить шероховатость поверхности по эталонам для каждого случая и сравнить с расчетным значением высоты гребешков.

5. Исследовать влияние жесткости СПИД на шероховатость поверх­ности. Проточить валик "до кулачков" на заданных режимах резания и определить в сечениях 1-1, 2-2, 3-3, 4-4, 5-5 шероховатость по эталонам. Заготовку установить консольно в трехкулачковом патроне (рис.2).

Рисунок 2 - Эскиз обработки в патроне.

Режимы обработки: ; ; . Жесткость системы СПИД по сечениям 1-5 изменяется в зависи­мости от длины обработки, поэтому можно считать . По результатам, измерения построить график зависимости

6. Исследовать влияние обкатывания поверхности шариком или роликом на изменение шеро­ховатости.

Наряду с обработкой резанием чистовая обработка деталей машин часто осуществляется методами пластического деформирования в прохлад­ном состоянии. При обработке наружных поверхностей большое применение получило обкатывание шариками и роликами. Под действием деформирую­щего элемента выступы микронеровностей снимаются, заполняя смежные впадины, шероховатость поверхности при этом уменьшается. При пластическом деформировании микронеровностей образуется не только новый микрорельеф, но и изменяются размеры детали, происходит упрочнение поверхностного слоя. Качественные показатели поверхности, получен­ной путем обкатывания, в основном, зависят от усилия обкатывания , подачи . Перед обкатыванием проточить все пояски вали­ка на станке согласно чертежу (см. рис. 1).

Вместо резца закрепить обкатник и обработать пояски заготовки при следующих режимах обработки:

задается преподавателем;

, , , , , ;

задается преподавателем;

, , , , ,

Измерить шероховатость поверхности на всех поясках после обка­тывания. По результатам измерения опытов построить графики зависи­мостей: