Лабораторная работа№1
Аналитическое исследование модели процесса резания с одной плоскостью сдвига с экспериментальной проверкой ее адекватности.
Цель работы: изучение теоретических основ описания процесса резания с одной плоскостью сдвига, принятых допущений, методов решений и адекватности результатов, получаемых при использовании модели с одной плоскостью сдвига.
Оборудование, приспособление и инструменты
1. Токарно-винторезный станок.
2. Набор резцов с переменным передним углом.
3. Заготовка.
4. Микрометр с коническими вставками.
Теоретические основы разработки модели с одной плоскостью сдвига
Разработка модели с одной плоскостью сдвига основана на использовании условия равновесия материала стружки, т.ерезультирующая сила,приложенная к стружке в плоскости сдвига, равна по величине и противоположна направленной силе, приложенной в месте контакта стружки с передней поверхностью резца.
При анализе модели с одной плоскостью сдвига сделаны следующие допущения:
1. Вершины резца абсолютно острые
2. Трение между заготовкой и инструментом отсутствует, то есть пренебрегаем силами, действующими по задней поверхности инструмента
3. Деформация металла двухмерна
4. Напряжение в плоскости сдвига распределены равномерно
Согласно сделанным допущениям схемы сил, действующие в зоне резания, будут следующие (рис. 1.1, 1.2)
Рис.1.1. Схема сил в зоне деформации: ас – толщина стружки; Ф – угол сдвига; γ – передний угол; β – угол трения.
Рис.1.2. Схема расположения равнодействующей на ее составляющие
где 
– предел прочности обрабатываемого материала на сдвиг;
а – толщина среза;
b – ширина среза;
Ф – угол сдвига.
Допускаем, что к модели процесса резания с одной плоскостью сдвига применим принцип минимума затрат энергии.
Данному условию соответствует только одно единственное значение угла
Анализ полученного соотношения показывает,что угол сдвига будет уменьшаться
А с увеличением переднего угла угол сдвига будет увеличиваться.
Порядок выполнения работы
1. Получили задание, согласно которому
γ – переменный: γ = 
16°; γ = 0°; γ = 15°;
n = 350 об/мин;
S = 0,1 мм/об;
t = 1,2 мм;
2. Замерили толщину стружки 
микрометром с коническими вставками. Получили следующие средние значения:
при γ = 
16°, 
при γ = 0°, 
при γ = 15°, 
3. Рассчитали усадку стружки по зависимости
где – толщина стружки;
– толщина среза, 
при γ = 16°, 
;
при γ = 0°, 
при γ = 15°, 
4. Рассчитали угол сдвига по зависимости
при γ = 16°,
;
при γ = 0°,
при γ = 15°,
5. Рассчитали теоретические значения угла сдвига
при γ = 10°, 
;
при γ = 0°, 
при γ = 15°, 
.
6. Сопоставили расчетные и экспериментальные значения угла сдвига. Подсчитали проценты расхождения теоретических и экспериментальных значений угла сдвига
при γ = 16°, 
при γ = 0°, 
при γ = 15°, 
7. Полученные данные занесли в таблицу
Результаты измерений и расчетов
| № | Ʋ, м/с | S, мм/об | t, мм | γ, град | β, град | ɑ, мм | 
мм
| Фрасч., град | Фэксп., град | % расхождения |
| - | 0,1 | 1,2 | -16 | 0,07 | 0,24 | 14,9 | ||||
| - | 0,1 | 1,2 | 0,07 | 0,31 | 12,8 | |||||
| - | 0,1 | 1,2 | +15 | 0,07 | 0,2 | 20,53 | 34,5 |
8. Построилиграфик зависимости 
|
|
Вывод: в ходе лабораторной работы ознакомились с моделью процесса резания с одной плоскостью сдвига и расчетным методом угла сдвига.
В лабораторных условиях была снята стружка с использованием резцов с углами γ = 16°; γ = 0°; γ = 16°. Замерена усадка стружки и рассчитаны экспериментальные значения угла сдвига. Данные занесены в таблицу.
Расхождения между расчетными и экспериментальными данными составляют 20% 50% и 40%.