Как найти вылет резца

1. Расчётный метод.

1. Расчет
   державки резца на прочность.

Напряжения
изгиба s,
возникающие в опасном поперечном сечении
державки резца под действием силы Pz,
не должны превышать их допустимые
значения [s]:

s
= (Pz
* l₂)/W
<= [s],

где
W
– осевой
момент сопротивления опасного поперечного
сечения державки резца.

Рис.
13

Значения
величины [s]
зависит от
материала державки резца и от характера
обработки, например:

[s]
= 200…300 МПа для
незакалённой углеродистой стали;

[s]
= 300…400 МПа для
закалённой углеродистой стали:

[s]
= 100…150 МПа при
прерывистом или скоростном резании.

Рис.
14

1. Расчет
   державки резца на жёсткость.

Определяется
величина стрелки прогиба f
под действием силы Pz

f
= (Pz
*
l₂)/(3*E*J)<=[f],

где
E
– модуль упругости;

J
– момент инерции поперечного сечения
державки резца;

[f]
– допустимая величина стрелки прогиба.

При
предварительном точении [f]
= 0,1 мм, при окончательном – [f]
= 0,05 мм.

На
практике, если обеспечивается жёсткость
державки резца, то ее прочность также
обеспечена.

Недостаточная
жёсткость державки резца может привести:

– к снижению точности
обработки;

–
к возникновению вибраций, приводящих
к ухудшению качества обработанной
поверхности и снижению стойкости РИ.

Эти формулы могут
использоваться как при проверочном,
так и при проектном расчёте.

1. Табличный метод.

Можно
предложить несколько вариантов таблиц
выбора поперечного сечения державки
резца от параметров процесса резания,
например, от площади поперечного сечения
срезаемого слоя F
= a
* b
( см. рис. и табл.).

Рис. 15

Форма сечения державки	Площадь сечения срезаемого слоя F, мм2	Примеч.
0,5	0,75	1,0	1,5	2,5	4,0	6,0	9,0	16,0	25,0	φ=45º
Прямоугольная	–	–	–	16×12	20×16	25×20	32×25	40×32	50×40	63×50
Квадратная	6×6	8×8	10×10	12×12	16×16	20×20	25×25	32×32	–	–

Определение
длины вылета резца L2

Длину
вылета резца L2
необходимо делать как можно меньше с
целью повышения прочности и жёсткости
державки резца, но таким, чтобы
обрабатываемая деталь не задевала за
резцедержавку и на нее не наматывалась
стружка. Необходимо также, чтобы длина
вылета резца L2
обеспечивала возможность наблюдения
за процессом резания. На практике вылета
резца L2
= (1,0…1,5)*Н..

Определение
длины резца L3

Длина
резца L3
складывается из длины вылета резца L2
и длины резца, необходимой для закрепления
державки резца в резцедержке. Размер
L3
может быть выбран либо из стандартного
ряда этих размеров, либо выполнен
специальным. (проверено
до сих пор)

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Размеры заготовки, мм

Рис.1. – Эскиз обработки

· ЖС6К – жаропрочный литейный сплав на никелевой и хромовой основах. Выбор марки инструментального материала, сечения державки резца и геометрических параметров режущей части инструмента.

1) Выбираем марку инструментального материала. Для токарных резцов державку изготавливают из обычной конструкционной стали ст45, для рабочей части применяют твердосплавные пластины, их соединяют с крепежной частью с помощью пайки.

Марку твердого сплава выберем для чистового и получистового точения (VI группа табл.2 стр.11) жаропрочного сплава на основе никеля и хрома – ВК6М.

2) Выбираем токарный проходной упорный отогнутый резец правый с пластинами из твердого сплава по ГОСТ 188879-73.

Рис. 2 Эскиз резца

Таблица 2 Размеры резца

Форму заточки передней поверхности резца выбираем в зависимости от марки обрабатываемого материала и его прочностных свойств, жесткости технологической системы, характера выполняемой операции и необходимости завивания и дробления стружки. Для жаропрочной стали с передний угол = 10°, _f=-5°, задний угол , угол в плане

Рис. 3 Форма заточки передней грани твердосплавного резца.

При выборе глубины резания необходимо снять весь припуск за один проход и лишь при повышенных классах чистоты и точности припуск снимается за два и более проходов.

Например, при черновой обработке с чистотой поверхности до весь припуск следует снимать за один проход, т.е. . При получистовой обработке Rz от 10 до 40 мкм припуск мм следует снимать за один проход, т.е. . Если же припуск более 2 мм, то обработку производят за два прохода:

В нашем задании чистота поверхности Rz=2,5мкм.

Обработка будет производиться двух видов черновая и чистовая.

Глубина резания для чернового прохода t = 2,25 мм, припуск на черновую обработку 4,5 мм, на чистовую 0,5 мм.

Находим число проходов черновой обработки

Глубина резания для чистового прохода t = 0,5 мм

Находим число проходов чистовой обработки

Подачу для чернового перехода выбираем в зависимости от диаметра детали и величины припуска

Подачу для чистового перехода выбираем по чистоте поверхности и радиусе при вершине резца r=0,5 мм табл.24 стр.70

Расчет скорости резания V для черновой обработки

Скорость резания V, м/мин рассчитывается по формуле:

Т – период стойкости резца, Т = 60 мин при одноинструментальной обработке;

T – глубина резания, мм;

S – подача на оборот, мм/об;

– поправочный коэффициент на скорость;

С_у, K_V,– выбирается из таблице 28 стр.74

При этом частота вращения заготовки

D – диаметр заготовки, мм.

Согласно паспорта станка 16К25 принимаем n_ш-50 об/мин.

Тогда фактическая скорость резания будет равна

Определение силы резания растачивания

Окружную силу резания находим по формуле:

Где t – глубина резания, мм;

S_z – подача на оборот, мм/зуб;

V – скорость резания, м/мин;

С_v, x,y, – коэффициенты, выбираются по таблице для жаропрочной стали, откуда.

Определение мощности резания

Мощность резания точения находим по формуле:

Где Р_z – окружная сила, Н;

V_факт – фактическая скорость резания, м/мин.

По паспорту станка 1К25 мощность двигателя N_дв=11 кВт, то есть станок будет работать нормально.

Определение машинного времени черновой обработки

Машинное время находим по формуле:

L – длина рабочего хода резца и врезания, здесь L=30+1+1=32 мм;

S – подача на зуб, мм/об;

i – число проходов; i = 1

n – частота вращения шпинделя, об/мин.

1Расчет скорости резания V для чистовой обработки

Скорость резания V, м/мин при чистовом точении рассчитывается по формуле:

Т – период стойкости резца, Т = 30 мин ;

t- глубина резания, мм;

S – подача на оборот, мм/об;

С_у, K_V, m, x, у – выбирается из таблице 28 стр.74

При этом частота вращения заготовки

D – диаметр заготовки, мм.

Согласно паспорта станка 1К25 принимаем n_ш-100 об/мин.

Тогда фактическая скорость резания будет равна

Определение силы резания точения

Окружную силу резания находим по формуле:

Где t – глубина резания, мм;

S_z – подача на оборот, мм/зуб;

V – скорость резания, м/мин;

С_v, x,y, – коэффициенты, выбираются п.28 стр.73

Определение мощности резания

Мощность резания точения находим по формуле:

Где Р_z – окружная сила, Н;

V_факт – фактическая скорость резания, м/мин.

Станок будет работать нормально.

Определение машинного времени чистового точения

Машинное время чистового точения находим по формуле:

L – длина рабочего хода резца: сумма длины обработки и величина врезания, здесь L=30+1+1=32, мм;

Читайте также:

1. Динамика материальной точки. Законы сохранение импульса и энергии. Работа. Мощность 2 страница
2. Динамика материальной точки. Законы сохранение импульса и энергии. Работа. Мощность 3 страница
3. Динамика материальной точки. Законы сохранение импульса и энергии. Работа. Мощность 4 страница
4. Звуковая мощность установленных групп станков в цехе
5. Интенсивность или коллективная мощность дозы J неблагоприятного воздействия факторов условий труда
6. Кинетическая энергия. Мощность. Работа
7. Комплексная мощность
8. Международные расчеты.
9. Международные торговые расчеты.
10. Механическая работа и мощность
11. Мощность
12. Мощность

Равнодействующая R представляет собой геометрическую сумму трех

_ _ _ _ ______________

составляющих: R = Pz + Py + Px, модуль | R | = √ P 2 z + P 2 y + P 2 x или

Так как главная составляющая Рz отличается от равнодействующей R всего на 10%, при расчетах используют только значение Рz, такая погрешность удовлетворяет силовые расчеты и уменьшает их объём.

При наружном точении и растачивании значение Рz, в килограммах определяется по формуле:

Рz = С_рt x S y V z кг., (5)

где Ср – коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала и условия обработки определяется по справочным таблицам. t – глубина резания, назначается технологом из допустимых справочных данных. S – подача, назначается технологом из допустимых справочных данных. При изменении условий обработки в формулу вводятся поправочные коэффициенты. Х,У,Z показатели степени, являющиеся тангенсами угла наклона прямых графиков зависимости силы резания от глубины резания, подачи и скорости резания определяются из справочных таблиц.

Для создания необходимых усилий резания требуется станок, который сможет создать такие условия, то есть все его детали и двигатель выдержат предполагаемую нагрузку. Промышленность выпускает станки различной мощности, и чтобы определить, на каком станке можно обработать заготовку заданными режимами определяют мощность, которая образуется в зоне резания от заданных условий обработки по формуле: N_e = кВт, (6)

Эффективная мощность (мощность в зоне резания) где P_z — сила резания, кгс; V — скорость резания, м/мин.

Для определения мощности электродвигателя станка с учетом его к.п.д. используют формулу:

, кВт, (7)

Для определения мощности, потребляемой электродвигателем станка из

сети, используют формулу:

, кВт (8)

– к.п.д. электродвигателя (0,97).

В резании принимают участие и резец, и двигатель, и деталь, и механизмы станка. Во время больших перегрузок один из элементов системы СПИД может не выдержать нагрузку, поэтому расчет ведут по наиболее слабому звену. Станки подбирают по требуемой мощности, детали станков рассчитываются и проверяются на заводах-изготовителях, поэтому слабым звеном могут быть заготовка (изделие) или инструмент. Изделие проверяют на жесткость, то есть определяют какую силу резания, выдержит заготовка до допустимого для неё прогиба. В зависимости от способа закрепления заготовки её прогиб от одинаковой силы резания может быть больше или меньше, поэтому одна и та же заготовка может выдержать большую или меньшую допустимую силу резания в зависимости от способа закрепления.

Допустимую силу резания определяют по формуле:

P_{z доп=} ; (9)

κ_ж – коэффициент жесткости, учитывает способ закрепления детали

κ = 3 – деталь закреплена в патроне консольно

κ=48 – деталь закреплена в двух центрах

κ=110 – деталь закреплена в патроне и в центре задней бабки

ƒ – допустимый прогиб (не более 0,4 мм)

Е – модуль упругости ≈ 2∙10 4 , кг/мм 2

J – момент сопротивления ≈ 0,04 d 4 , мм 4

L – расстояние между точками крепления и опасным сечением.

Резец проверяют по прочности на изгиб, так как резец для работы закрепляется в резцедержателе и четверть или третья часть резца выступает за опорную поверхность резцедержателя, а на вершину резца действует сила резания, поэтому резец испытывает деформацию изгиба. Резец должен выдерживать изгибающий момент от сил резания. Для проверки резца определяют допустимую силу, которую он выдержит на изгиб, и эта сила должна быть больше действующей силы резания или равна ей. Допустимую силу определяют из равенства изгибающих моментов – момента действующего на резец и момента, который может выдержать резец:

Р_z∙ℓ = [σ_изг]∙ w; P_{z доп=} ; (10)

[σ_изг] – допустимое напряжение на изгиб державки резца прямоугольного сечения

ℓ – плечо (вылет резца) – расстояние от вершины резца до опорной поверхности резцедержателя ≤1,5 Н; Н – высота державки резца.

w – момент сопротивления; w = , где (11)

В – ширина державки, Н – высота державки.

Результаты проверки должны удовлетворять условию Р_z ≤ P_{z доп}, где

Р_z – действующая сила резания;

P_{z доп} – сила, которую выдержит резец.

1. Горбунов Б.И. Обработка металлов резанием. – М.: Машиностроение, 1981. 287 с., ил. 26…29.

6. Технология конструкционных материалов / А. М. Дальский, И. А. Арутюнова, Т. М. Барсукова и др. Под общ. ред. А. М. Дальского. М.: Машиностроение, 1985.—448 с., ил. с.446…470.

1. Как располагаются составляющие силы резания в пространстве?

2. От чего зависит направление и величина силы резания?

3. Для чего нужно измерять силу Рz?

4. Какие параметры определяют мощность резания?

5. Какие элементы системы СПИД подвергают проверочным расчетам?

6. Что означают слова – «влияние элемента режима резания на главную составляющую силы резания»?

7. Почему силу Рz называют главной составляющей силы резания?

Тема 5: Физические основы процесса резания

Цель:Ознакомить студентов с процессами, происходящими в металле в процессе отделения стружки.

1. Деформация металла.

2. Упрочнение металла.

3. Нарост металла.

4. Теплота в зоне резания.

Дата добавления: 2014-11-16 ; Просмотров: 1719 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Сила резания R – результирующая сил сопротивления перемещению, действующих на инструмент.

Силу резания R принято раскладывать на составляющие силы – тангенциальную P_z , радиальную P_y и осевую P_x.
При точении, растачивании, отрезании, прорезании пазов и фасонном точении тангенциальную составляющую, H, рассчитывают по формуле

Сp; xp; yp; np – эмпирические коэффициент и показатели степени, приведённые в табл.15;

t – глубина резания (при отрезании, прорезании и фасонном точении – длина лезвия резца), мм;

Kp = KMp·K j p·K g p·K l p·Krp – поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания. Численные значения этих коэффициентов приведены в табл. 13 и 16.

Для определения сил P_y и P_x существуют аналогичные эмпирические формулы. Однако для упрощения и ускорения расчётов величины радиальной P_y и тангенциальной P_x сил резания рекомендуется [3] принимать по следующим соотношениям

Мощность резания, кВт, рассчитывают по формуле

(10)

С учётом потерь, мощность привода, кВт, определится

(11)

где h – к.п.д. станка, (принимается равным 0,85).

Проверка режима резания по мощности резания

Расчитаный режим резания необходимо проверить на достаточность мощности привода станка. Найденное значение N_пр сравнивается с паспортным значением N_пр пасп станка, проверяется условие

(12)

В случае несоблюдения этого условия следует уменьшить силу резания соответствующим изменением периода стойкости инструмента, подачи или глубины резания.

Проверка резца на изгиб

После проведения проверки по мощности резания производится проверка прочности державки резца на изгиб от действия тангенциальной составляющей силы резания (см. рис. 4).

Рис. 4. Схема к определению длины вылета резца.

При этом должно соблюдаться условие:

(13)

B – ширина поперечного сечения державки резца, мм ;

Н – высота поперечного сечения державки резца, мм ;

l_р – вылет резца из резцедержателя, мм:

[ s _и]= 200 МПа – предельно допустимые напряжения на изгиб для державки из конструкционной стали.

При несоблюдении данного условия следует уменьшить вылет резца, увеличить размеры поперечного сечения державки, или уменьшить P_z соответствующим изменением режима резания.

Проверка на точность обработки

Радиальная составляющая силы резания P_y может вызвать продольный изгиб заготовки. Поэтому необходима проверка жёсткости обрабатываемой детали, которая проводится исходя из условий точности обработки.

Максимальная нагрузка, Н, допускаемая жёсткостью заготовок, определяется по формуле:

(14)

f – стрела прогиба детали, мм.

Можно рекомендовать:
• при черновом точении f = 0,1 – 0,2 мм,
• при получистовом – f=0,1 мм,
• при точных работах 20 – 25 % от величины поля допуска на размер обрабатываемой поверхности;

k – коэффициент продольной упругости, зависящий от способа установки детали:

• k = 3 – деталь закреплена в патроне;
• k = 70 – деталь закреплена в центрах;
• k = 130 – деталь закреплена в патроне с поджатием задним центром;

E – модуль продольной упругости, МПа, табл. 17;

– момент инерции поперечного сечения детали (круга), мм;

Если условие не выполняется, необходимо изменить схему закрепления детали; уменьшить глубину резания, величину подачи, геометрические параметры режущего инструмента.

Вылет – резец

Cтраница 1

Вылет резца должен быть наименьшим. При применении резцов с механическим креплением пластинка не должна свисать над опорной поверхностью паза державки больше чем на 1 мм.
 [1]

Вылет резцов в обоих случаях устанавливается по внутреннему диаметру зуба колеса.
 [2]

Вылет резца определяют указателем 3, который при установке на нуль шкалы 15 совпадает с осью обкатки. После установки резца указатель поворачивают вниз, освобождая зону заточки, а при необходимости поворачивают вверх и отводят назад.
 [4]

Вылет резца от центра оправки R регулируется в зависимости от диаметра вырезаемого отверстия. Оправку называют циркулярным резцом.
 [6]

Вылет резца должен быть примерно равен его высоте.
 [7]

Вылет резцов устанавливают по диаметру впадин колеса, а при нарезании червяка способом аи – по диаметру впадин d / 20 станочного колеса.
 [8]

Вылет резца корректируют его линейным перемещением после пробного растачивания отверстия и его измерения.
 [9]

Вылет резцов из суппорта должен быть равным 1 5Я, где Н – высота стержня резца.
 [10]

После вылета резцов на заданную величину конструкции перфораторов обеспечивают автоматический сброс давления, что фиксируется манометром на насосном агрегате. Это позволяет избежать аварийных ситуаций из-за возможного создания излишних нагрузок на перфораторы и НКТ при случайном повышении давления насосным агрегатом.
 [11]

Величина вылета резца зависит в основном от размера отрезаемого материала. Необходимо уменьшать величину вылета до минимально допустимого размера.
 [12]

Величина вылета резца зависит в основном от размера отрезаемого материала. Необходимо уменьшать величину вылета до минимально допустимого размера.
 [13]

При очень большом вылете резца, а также при обработке отверстий в двух стенках детали применяют схемы инструментальных наладок с направлением оправки по двум втулкам.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

Методы измерения сил резания

Для определения величин составляющих силы резания могут быть использованы методы прямого и косвенного измерения. Косвенные методы основаны на измерении величин, находящихся в зависимости от составляющих силы резания. Так, например, касательная составляющая сила быть определена путем измерения мощности резания.

, (7)

где N_рез – мощность резания,

v – скорость резания, м/мин.

Прямые методы основаны на непосредственном измерении сил резания приборов, называемых динамометрами. Принцип действия всех известных конструкций динамометров основан на измерении упругих деформаций рабочих элементов: пружин, манометрических трубок, угольных стержней, проволочных датчиков и т.д.

В настоящее время наибольшее распространение получили электрические динамометры. Принцип действия их основан на изменении параметров электрической цепи (омического сопротивления, индуктивности, емкости и т.д.) под действием сил резания. Преимущества электрических динамометров следующие:

· малые габариты и масса;

· возможность измерения малых величин составляющих силы резания;

· практическая безинерционность, что позволяет исследовать быстротекущие процессы;

Так как параметры электрической цепи обычно изменяются мало, то для всех типов электрических динамометров требуется применение усилителя. Одним из таких динамометров является двухкомпонентная тензометрическая державка (рисунок 7). Передняя ее часть предназначена для закрепления пластинки твердого сплава 1 при помощи планки 2 (являющейся одновременно стружколомателем) и болта 3. Корпус державки 4 имеет два взаимоперпендикулярных ослабленных сечения А и Б. Одно сечение обладает податливостью в направлении осевой составляющей силы резания, а другое – в направлении касательной составляющей. Каждый такой участок является балкой, один конец которой защемлен, а на другой, свободный конец, действует составляющая силы резания, вызывающая изгиб.

При изгибе деформация наружных слоев ослабленных участков, где наклеены проволочные датчики 5 и 6, вызывает соответствующее изменение омического сопротивления. Изменение сопротивления мостовой схемы вызывает появление тока в диагонали измерительного моста, величина которого фиксируется микроамперметром.

Корпус тензометрической державки изготовляют из стали марки 65Г и 60С2. Он рассчитан на максимальное значение касательной составляющей силы резания до 3 кН, осевой доставляющей до 1,5 кН. Для измерения больших значений сил резания размеры сечений державки должны быть соответственно увеличены.

Проволочные датчики изготовляются из константана. Каждая составляющая силы резания (касательная и осевая) измеряются при помощи двух датчиков R_d1 и R_d2, которые наклеены на противоположных сторонах изгибающихся участков державки и включены в смежные плечи измерительного моста, вследствие чего увеличивается чувствительность, динамометра и осуществляется температурная компенсация (рисунок 8).

До тех пор, пока не производится резание, мост находится в равновесном состоянии. Стрелка микроамперметра находится на нуле. В процессе резания державка изгибается, проволочные датчики деформируются, изменяется их омическое сопротивление. При этом стрелка микроамперметра отклоняется от нулевого положения. Отсчет производится по шкале микроамперметра.

Для измерения всех трех составляющих силы резания применяется конструкция, показанная на рисунок 9. Основой ее является квадратная пластина, закрепленная в корпусе на упругих звеньях (опорах R₁ – R₁₆). Каждая опора представляет собой тензометрический датчик для измерения одной из составляющих силы резания. Сигналы от соответствующих опор-датчиков суммируются алгебраически.

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)

Источник

Методы определения сил резания

Существует большое количество приборов для измерения сил резания, называемых динамометрами. Независимо от конструкции они состоят из следующих основных частей: 1) датчика, воспринимающего нагрузку. Упругая деформация датчика непосредственно или с использованием связанных с ней явлений служит основой для измерения сил резания; 2) приемника, осуществляющего регистрацию нагрузки; 3) вспомогательных звеньев, связывающих датчик с приемником.

Динамометры подразделяются на гидравлические, механические, электрические.

Гидравлические динамометры имеют следующее устройство (рис. 3.24). Резец 1 укреплен в коробке, или люльке 2, которая может качаться относительно опоры 5, а также перемещаться на шариках 7 в горизонтальной плоскости. Под действием силы Р_г люлька стремится повернуться и давит через стержень 3 на поршень 4. Последний под давлением вытесняет глицерин из цилиндра через трубку 5 в манометр 6, снабженный самопишущим механизмом. Измерение силы Р_у производится аналогичным образом при горизонтальном перемещении люльки.

Гидравлические динамометры находят ограниченное применение по причине большой инерционности рычажно-поршневой системы, из-за чего показания отстают от быстропротекающих процессов и искажают картину изменения сил резания во времени и по величине, а также по причине малой чувствительности.

Принцип работы механических динамометров (рис. 3.25) основан на том, что под действием сил резания на резец 9 резцедержатель 8 вследствие деформации упругих стенок 1 корпуса 6 перемещается. Эти перемещения через сухари 2 и ножки индикатора 4, 7 фиксируются индикаторами 3 и 5.

Механические динамометры имеют те же недостатки, что и гидравлические. Поэтому, несмотря на простоту конструкции, они широкого распространения не получили.

Электрические динамометры являются наиболее чувствительными приборами, так как они мало инерционны и позволяют с помощью осциллографа производить запись на пленку быстропротекающих процессов за тысячные и стотысячные доли секунды. Такие динамометры преобразуют механическое воздействие сил резания в легко измеряемые электрические величины.

Электрические преобразователи подразделяются на следующие основные виды: емкостные, или конденсаторные; индуктивные; тензометрические.

В емкостных преобразователях (рис. 3.26) сила резания посредством державки резца производит перемещение упругой пластины конденсатора, изменяя воздушный зазор Δh, а следовательно, и емкость конденсатора. Изменение емкости при помощи высокочастотного устройства приводит к колебанию силы тока, регистрируемой с помощью гальванометра или осциллографа.

Индуктивные преобразователи (рис. 3.27) основаны на изменении индуктивности токонесущего контура, а следовательно, и силы тока в обмотке в зависимости от воздушного зазора Δh между ферромагнитными телами. Изменение силы резания соответственно влияет на величину регистрируемого тока.

Проволочные или тензометрические первичные преобразователи представляют несколько витков очень тонкой проволоки диаметром от 0,015 до 0,06 мм. Их изготавливают из специального сплава нихром-константан, который резкоизменяет электрическое сопротивление при деформации преобразователя. Витки или решетку из такой проволоки помещают между двумя склеенными бумажными полосками и наклеивают на упруго- деформирующийся элемент 6 (державку) (рис. 3.28). Под влиянием сил резания элемент 6 и приклеенная к нему проволока 5 деформируются. Это вызывает изменение силы тока в электрической цепи, которая увеличивается усилителем 2 и измеряется гальванометром или другим регистрирующим прибором 1. Чтобы не было искажений в показаниях приборов при измерении сил резания из-за непостоянства напряжения в сети, в электрическую цепь необходимо включать стабилизатор напряжения 3, устанавливаемый между регистрирующим прибором и источником питания 4.

В зависимости от того, сколько составляющих сил резания можно измерить динамометром, они называются одно, двух- или трехкомпонентными. Кроме того, необходимо учитывать, что динамометры не показывают непосредственно силы резания, а дают какие-то условные показания, пропорциональные силам резания, чаще всего в виде осциллограмм. Чтобы получить непосредственные значения сил резания, необходимо произвести тарировку динамометра. Она заключается в том, что преобразователям динамометра предварительно сообщают заранее известную нагрузку с помощью простейших механических устройств. Затем, замечая показания приборов h, соответствующих различным нагрузкам, например Рz, строят тарировочный график (рис- 3.29). В дальнейшем величины сил резания находят по показаниям приборов с использованием тарировочных графиков.

Эмпирические зависимости составляющих сил резания

С учетом факторов, влияющих на силы резания при точении, составлены матема­тические модели определения их составляющих по осям координат:

Постоянная С_р и показатели степени х, у, n для конкретных условии обработки приводятся в справочной литературе по расчету режимов резания.

Поправочный коэффициент К_р представляет собой произведение ряда коэффициентов (К_p = К_м * К_v* К_hз * К_φ * К_γ. ), учитывающих фактические условия резания.

Дата добавления: 2015-09-12 ; просмотров: 45 | Нарушение авторских прав

Источник

Сила резания

Сила резания R – результирующая сил сопротивления перемещению, действующих на инструмент.

Силу резания R принято раскладывать на составляющие силы — тангенциальную P_z , радиальную P_y и осевую P_x.
При точении, растачивании, отрезании, прорезании пазов и фасонном точении тангенциальную составляющую, H, рассчитывают по формуле

Сp; xp; yp; np — эмпирические коэффициент и показатели степени, приведённые в табл.15;

t — глубина резания (при отрезании, прорезании и фасонном точении — длина лезвия резца), мм;

Kp = KMp·K j p·K g p·K l p·Krp — поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания. Численные значения этих коэффициентов приведены в табл. 13 и 16.

Для определения сил P_y и P_x существуют аналогичные эмпирические формулы. Однако для упрощения и ускорения расчётов величины радиальной P_y и тангенциальной P_x сил резания рекомендуется [3] принимать по следующим соотношениям

Мощность резания, кВт, рассчитывают по формуле

(10)

С учётом потерь, мощность привода, кВт, определится

(11)

где h — к.п.д. станка, (принимается равным 0,85).

Проверка режима резания по мощности резания

Расчитаный режим резания необходимо проверить на достаточность мощности привода станка. Найденное значение N_пр сравнивается с паспортным значением N_пр пасп станка, проверяется условие

(12)

В случае несоблюдения этого условия следует уменьшить силу резания соответствующим изменением периода стойкости инструмента, подачи или глубины резания.

Проверка резца на изгиб

После проведения проверки по мощности резания производится проверка прочности державки резца на изгиб от действия тангенциальной составляющей силы резания (см. рис. 4).

Рис. 4. Схема к определению длины вылета резца.

При этом должно соблюдаться условие:

(13)

B — ширина поперечного сечения державки резца, мм ;

Н — высота поперечного сечения державки резца, мм ;

l_р — вылет резца из резцедержателя, мм:

[ s _и]= 200 МПа — предельно допустимые напряжения на изгиб для державки из конструкционной стали.

При несоблюдении данного условия следует уменьшить вылет резца, увеличить размеры поперечного сечения державки, или уменьшить P_z соответствующим изменением режима резания.

Проверка на точность обработки

Радиальная составляющая силы резания P_y может вызвать продольный изгиб заготовки. Поэтому необходима проверка жёсткости обрабатываемой детали, которая проводится исходя из условий точности обработки.

Максимальная нагрузка, Н, допускаемая жёсткостью заготовок, определяется по формуле:

(14)

f — стрела прогиба детали, мм.

Можно рекомендовать:
• при черновом точении f = 0,1 — 0,2 мм,
• при получистовом — f=0,1 мм,
• при точных работах 20 — 25 % от величины поля допуска на размер обрабатываемой поверхности;

k — коэффициент продольной упругости, зависящий от способа установки детали:

• k = 3 — деталь закреплена в патроне;
• k = 70 — деталь закреплена в центрах;
• k = 130 — деталь закреплена в патроне с поджатием задним центром;

E — модуль продольной упругости, МПа, табл. 17;

— момент инерции поперечного сечения детали (круга), мм;

Если условие не выполняется, необходимо изменить схему закрепления детали; уменьшить глубину резания, величину подачи, геометрические параметры режущего инструмента.

Источник