Предел прочности при поперечном изгибе sи, МПа вычисляют по формуле без учета влияния возможной пластической деформации
3F´ l
sи = ─────── , где
2h2 ´ b
F - наибольшая нагрузка, соответствующая моменту разрушения образца, кН,
l - расстояние между осями опор, мм,
h - высота образца - размер в направлении приложения нагрузки при испытании, мм,
b - ширина образца, мм.
Результаты вычислений округляют до 1 МПа.
Испытание считают недействительным, если место излома со стороны растяжения при изгибе (нижняя сторона) отстоит от линии приложения нагрузки более, чем на 5 мм.
По результатам испытаний определяют среднее арифметическое.
Испытания проводят 5-6 раз.
5.4.4. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ
Отчет должен содержать методику проведения испытаний на изгиб, описание примененного приспособления, а также таблицу измерений.
5.4.5. ЛИТЕРАТУРА.
Сплавы твердые спеченные. Метод определения предела прочности при поперечном изгибе. ГОСТ 20019.
5.4.6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.
1. Для каких материалов определятся предел прочности при поперечном изгибе ?
2. Опишите методику проведения испытаний.
3. В чем причина большого разброса величины предела прочности, получаемого при испытаниях ?
5.4.7. ПРОТОКОЛ ИЗМЕРЕНИЙ.
Таблица измерений показана на рисунке 95 (см. ниже)
| №№ | Высота образца, мм | Ширина образца, мм | Разрушающая сила, кН | Предел прочности при поперечном изгибе, МПа |
Среднее значение предела прочности - [указать значение]
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 26
5.5. Измерение твёрдости спечённых изделий.
5.5.1. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ
1. Пресс Роквелла ..................……………………………………………………….....
2. Образцовая деталь
5.5.2. ОСНОВЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ МЕТОДОМ РОКВЕЛЛА
Метод Роквелла применяется в промышленности с 1919 года. В настоящее время он является одним из наиболее распространенных методов технологического контроля металлических деталей.
Измерение твердости по методу Роквелла для металлов регламентировано ГОСТ 9012. Для твердых сплавов - ГОСТ 20017.
У метода Роквелла по сравнению с другими методами измерения твердости (Бринеля, Виккерса, Шора и т.п.) следующие преимущества:
- возможность производить измерения поверхностей с высокой твердостью,
- простота определения числа твердости прямым отсчетом по шкале индикатора без использования номограмм,
- малая повреждаемость испытуемой поверхности,
- отсутствие остаточных напряжений в проверяемой детали,
- высокая производительность измерений,
- возможность обслуживания приборов малоквалифицированным персоналом.
Недостатки метода:
- отсутствие единой шкалы твердости (15 независимых шкал),
- невозможность повторной проверки полученных результатов,
- изменение характера вдавливания при применении алмазного конуса и стального шарика,
- твердость по шкале Роквелла выражена в условных единицах.
По шкалам А и С измеряют твердость при помощи алмазного конуса с углом при вершине 120О+ 30' и закругленной вершиной с радиусом сферы 0,2 + 0,005 мм.
Твердость по Роквеллу (см. рис.96)
h - h0
HR = A - ────── , где
C
| №№ | Значение твёрдости, HRA | Среднее значение твёрдости, HRA |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 27
5.6. Определение стойкости режущей пластины.
Пластины для режущего инструмента являются одним из основных видов продукции из твердых сплавов - их доля в общем объеме производства составляет почти 40%.
Режущие пластины работают в очень тяжелых условиях: высокие контактные напряжения, интенсивное трение в условиях высоких температур и вакуума, активное химическое, диффузионное и электроконтактное взаимодействие материалы пластины с обрабатываемым материалом предъявляют очень жесткие требования к качеству инструмента, который должен выдерживать такие интенсивные нагрузки в течение определенного гарантированного времени, в течение которого не должны меняться основные параметры инструмента: размеры и форма режущей кромки, твердость, прочность, и т.п.
Каждая партия режущих пластин проходит испытания с целью определения режущих свойств изготовленного материала. Эти испытания - натурный эксперимент в аттестованных условиях, то есть проводятся в реальных условиях резания, причем для получения сопоставимых результатов условия проведения испытаний стандартизованы: применяется отобранный инструмент определенного вида со стандартной геометрией, обрабатывается определенный материал на установленных режимах обработки.
Для получения достоверных результатов испытания проводятся многократно с набором данных, составляющих достаточно большой статистически достоверный массив данных. Объем выборки - не менее 5-ти штук.
Минстанкопромом СССР разработаны "Типовая программа и методика Государственных испытаний режущего инструмента", которые действуют до 2000 года и на основании которых, при составлении утвержденных протоколов испытаний, выносится заключение о работоспособности инструмента данной партии.
Испытания значительно превышают стоимость изделия, так как в процессе испытаний режущего инструмента обрабатывается образец, переводимый в стружку.
Несложно рассчитать, что при стандартном режиме испытаний при скорости резания 150 м/мин., подаче 0,4 мм/об и глубине резания 3 мм за минуту испытаний в стружку переходит
g S0tV 7,8´ 0,4´ 3´ 150
P = ───── = ─────────── = 1,4 (кг)
1000 1000
что при стойкости, например 30 мин. составит около 40 кг на одно измерение или с учетом не менее одиннадцати испытаний - 440 кг.
Высокая трудоемкость свыше 20-ти часов и материалоемкость делает проблему повышения эффективности испытаний чрезвычайно актуальной.
Повысить эффективность испытаний режущего инструмента можно за счет снижения трудоемкости и удешевления испытаний путем сокращения объемов испытаний и расхода материалов образцов.
Износостойкость инструмента в зависимости от скорости резания в случае работы твердосплавными резцами имеет, в общем случае, вид, представленный на рисунке 99, а кривые износа по времени ничем не отличаются от типовой кривой износа (рис.100).
Сравнение этих кривых показывает, что участки, при которых работает инструмент, находятся во всех случаях в области линейной зависимости
T = f(V) и
hзадн = f (T)
и, следовательно, можно считать, что интенсивность износа резца не зависит от величины текущего износа, тем более, что, как это показано академиком Т.Н.Лоладзе, одним и тем же температурам резания и коэффициенту трения соответствует одна и та же стойкость и усадка стружки независимо от обрабатываемого материала и режима резания.
Таким образом, поскольку известен характер изменения износа от времени - это прямолинейная зависимость (на эксплуатационном участке), а изнашивание инструмента является стационарным, то становится возможным, определив несколько точек на кривой износа, распростра-