Приложение 3
Исследовательская работа
«Физические процессы образования стружки».
Перечень работ:
1. «Образование стружки».
2. «Изучение структуры стружки».
1. «Образование стружки».
Цель: 1.изучить процесс образования стружки, объяснить ее влияние на качество обработки;
2. составить коллекцию образцов стружки с учетом вида обработки и материала заготовок;
3. пояснить механизм образования стружки, используя теоретические знания по физике из разделов «Механика», «Молекулярная физика» и «Термодинамика».
Приборы: металлообрабатывающий станок,
Материалы: образцы заготовок из различных материалов.
Средства измерения: штангенциркуль.
Выполнение работы.
1. Изучить процесс образования стружки.
1.1.Общие сведения.
Обработка резанием - это технологический процесс, который осуществляется на металлорежущих станках путём внедрения режущего инструмента в тело заготовки с последующим выделением стружки и образованием новой поверхности. Обработка деталей резанием возможна только при наличии формообразующих движений. К основным видам обработки резанием можно отнести: точение, сверление, строгание, долбление, фрезерование, протягивание и шлифование. Отделочные операции обработки: полирование, притирка, хонингование, суперфиниширование, шевингование и доводка. Вид образующейся стружки зависит от многих факторов: свойства внешней среды, в которой осуществляется резание, величины переднего угла инструмента и других факторов. 1.2.Состояние материала в зоне резания и виды образующихся стружек. Конкретная задача процесса резания заключается в образовании новой поверхности. Поскольку прочность обрабатываемого материала соизмерима с прочностью материала инструмента, для обеспечения работоспособности инструмента его приходится упрочнять путем увеличения угла заострения до 90о и более. При такой конфигурации инструмента весь срезаемый слой припуска подвергается пластической деформации и превращается в стружку, а сам процесс резания по существу становится процессом пластической деформации всего срезаемого слоя припуска на обработку.
Рис.1 рис. 2
Рис. 1. Микрофотография корня стружки скалывания, полученного при резании коррозионностойкой стали 12Х18Н1. Рис. 2. Микрофотография корня сливной стружки, полученного при резании стали 40Х.
В процессе механической обработки в зависимости от свойств обрабатываемого материала, геометрических параметров режущего инструмента и величины элементов режима резания могут образовываться различные по своему виду стружки. По внешнему виду их может быть бесчисленное множество, которое подразделяется на три основных вида: стружки скалывания, сливные и стружки надлома. На рис. 1 представлена микрофотография корня стружки скалывания в главной секущей плоскости, а на рис. 2 - микрофотография корня сливной стружки. Обратите внимание на то, что в стружке скалывания (рис.1) четко видны ее отдельные элементы. В сливной стружке (рис. 2) отдельные элементы трудно различимы. При внимательном рассмотрении корня сливной стружки можно увидеть, что отдельные ее элементы, деформированы (вытянуты) в направлении, не совпадающем с положением плоскости скалывания, расположенной под углом ß1. На рис. 3 видно, что разрушение срезаемого слоя происходит по плоскости скалывания, а наибольшая пластическая деформация происходит в другом направлении, под углом к этой плоскости, под углом ß2 . Первое направление под углом ß1 принято называть направлением наибольших напряжений, второе направление под углом ß1 называют направлением наибольших деформаций.
Рис.3
3.Во время прохождения занятий по производственной практики подобрать материал для составления коллекции « Образцы стружки».
4.Заполнить таблицу.
№ п/п | Анализ | Описание физических явлений и свойств материалов при механической обработке |
1. | Материал заготовки | |
2. | Усадка стружки | |
3. | Нарост | |
4. | Наклеп | |
5. | Виды стружки | |
6. | Выбор режимов резания | |
7. | Рационализаторские идеи. |
5. Сделайте вывод по работе.
2.«Изучение структуры стружки».
Цель работы: исследовать структуру стружки, определить признаки вещества стружки, образовавшейся при обработке заготовки.
Оборудование: микроскоп, лупа.
Материалы: образцы стружки различных материалов.
Выполнение работы.
Рассмотреть под лупой и с помощью микроскопа структуру стружки на изломе. Определить характерные внешние и внутренние признаки для материала стружки.
Примечание. Почти все твердые тела состоят из кристаллов, однако обнаружить их кристаллическое строение путем внешнего осмотра трудно. Характерный признак кристалла – наличие плоских граней. Большинство природных и искусственно изготовленных твердых тел имеют поликристаллическую структуру. При рассмотрении невооруженным глазом заметить их кристаллическое строение трудно. Но если образец со свежей поверхностью излома и крупнозернистой структурой, то рассмотреть с помощью лупы и микроскопа можно наличие плоских граней. На свежих изломах грани видно хорошо, а поворачивая образец, наблюдается блеск граней.
1. Результаты наблюдений занести в таблицу.
№ п/п | Вещество | Признаки вещества. |
Механические свойства | ||
Вешний вид | Внутренние признаки | Структура | |||
1. | Медь | ||||
2. | Латунь | ||||
3. | Чугун | ||||
4. | Сталь | ||||
5. | Железо | ||||
6. | Бронза |
2. Сделайте вывод по работе.
