Способ определения составляющих удельной силы стружкообразования

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ(6 мЯ У д Рт(о)

Чт 4а da

CaSq ЗР9(а)

И La да

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3480335/25-08 (22) 02.08.82 (46) 15.12.83. Бюл. 9 46 (72) В. A. Садов и И. И. Фейман (71) Костромской технологический институт (53) 621,941.1(088 ° 8) (56) 1. Вульф A. М. Резание металлов. Л., "Машиностроение", 1973, с. 134-137. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ УДЕЛЬНОЙ СИЛЫ СТРУЖКООБРАЗО

ВАНИЯ, заключающийся в измерении составляющих силы резания острым инструментом и расчете по полученным результатам составляющих удельной силы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости опреде- ления.составляющих удельной силы стружкообраэованйя, на кднической заготовке с углом 2а резцом при вершине 2 у, установленным таким образом, чтобы его режущие кромки составляли с образующей заготовки угол -" -cp, нарезают резьбу, сообщая резцу движение подачи вдоль оси заготовки, измеряют составляющие усилия резания Р и РЧ и длину пути резания 0, а составляющие удель"

„„SU„„1060314 A ной силы стружкообразования определяют по формулам: где а =Ising,,- з!пф- текущее значение толщины,среэаемого слоя, 3P (e) . — первая производная зависимости главной состав- Сз ляющей усилия Е резания Р от толщины срезаемого слоя; C:

gP (а) .....,......1 ная зависимости составляющей усилия резания Р, направленной пер- © пендикулярно к,юи образующей заго- товки, от толщи- 1 ) ны срезаемого слоя.

М

1060314

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при разработке методик расчета сил резания.

Известен способ определения составляющих удельной силы резания, согласно которому производится измерения главной Р и радиальной Р составляющих силы резания при свободном резании, например при точе,нии, когда образец выполняют в виде трубы (или диска), которому сообщают вращаТельное движение, резец устанавливают таким образом, чтобы

e=o режущая кромка перекрывала по длине размер стенки трубы (или толщины диска), и резцу сообщают поступательное движение с постоянной скоростью подачи, а составляющие удельной силы резания определяются как

Р

ЧЧ Q.Ь где а и Ь - соответственно толщина и ширина срезаемого слоя f1) .

Недостатком известного способа является наличие погрешностей, вызванных краевыми эффектами (смятие стенок трубы или диска). Кроме того, для различных значений толщины срезаемого слой необходимо производить несколько опытов по измерению сил резания, что приводит к повышенному расходу обрабатываемого материала и повышает, трудоемкость способа.

Цель изобретения — повышение точности, снижение трудоемкости и расхода обрабатываемого материала.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения составляющих удельной силы стружкообразования, заключающемуся в измерении составляющих силы резания острым инструментом и расчете по полученным результатам составляющих удельной силы, на конической заготовке с углом 2, резцом при вершине 2, установленным таким образом, чтобы его режущие кромки составляли с образующей заготовки угол †. -, нарезают резьбу, сообЯ щая резцу движение подачи вдоль оси заготовки, измеряют составляющие усилия резания Р и Ру и длину пути резания, а составляющие удельной силы стружкообразования определяют по формулам:

s ng y dP (а

)7 4а,со5 Р 3 РЧ (a) 2а Да

Р7 -Р,(а), Р„р„(а), .

45 где Q — текущее значение толщины срезаемого слоя, которое определяется из выражения а

Д я!по sinñ . Значения

50 составляющих удельной силы стружкообразования определяют по формулам:

&п2ч J p>(a)

4а ha соБ < dP< (а1 р 9

2а

Измерения, составляющих силы резания может производиться динамометром, например конструкции УДИ, непрерывное фиксирование значений cog5 ставляющих силы резания обеспечигде О = 1 s i n g . s l n(p — текущее эначе)ние толщины среэаемого слоя, 5 первая производная зави- симости главной составляющей усилия

10 резания Р от толщины среэаемого слоя

dß (а) первая производная эави15 симости составляющей усилия резания P> -, направ ленной перпендикулярно к образующей заготовки, от толщины срезаемого слон.

На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа.

На заготовке 1 с углом конуса 2 производится нарезание резьбы резцом

2 с углом при вершине в плане 2q> .

Резец устанавливают таким образом, чтобы его режущие кромки составляли с образующей заготовки угол -

Заготовке сообщается вращательное движение, а резцу - поступательное, параллельное оси вращения заготовки, З5 с такой скоростью, чтобы обеспечить участие в работе обеих режущих кромок. При этом непрерывно фиксируют значения главной Р и нормальной об разующей заготовки Pg, составляющие

40 силы резания и путь резания . По результатам этих измерений строят зависимостИ

1060314

ВНИИПИ Заказ 9920/10 Тираж 1106 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4 вается записью на ленте осциллографа. Испытания предлагаемого способа проводились на токарно-винтореэном станке 16К20. Заготовка - сталь 45, диаметр 60 мм. Заготовка имела пять конических участков с углом конуса

2к, 5 + 5. Резец с напаянной пласо тиной твердого сплава Т15К6 с углом в плане при вершине Е 2 y - =60 +

+ +3 °

Резец устанавливался в динанометр УДМ-600, Значения:.составляющих силы резания фйксировались с помощью осциллографа К-121 на бумаге УФ-67. На заготовке нарезалась резьба с шагом 2 мм; глубина врезания изменялась при нарезании резьбы на коническом участке от 0 до

0,8 мм.

Частота вращения шпинделя станка соответствовала,500; 315, 200; 125, 80 об/мин.

После обработки осциллограмм были рассчитаны составляющие удельной силы стружкообразования.

Кроме того, производилось определение составляющих удельной силы ртружкообразования при свободном прямоугольном резании. Производилось точение труб иэ стали 45 с наружным ,диаметром 120 мм с толщиной стенки

5 мм. Резец с напаянной пластиной твердого сплава Т15К6 имел передний

5 и задние углы такие же, как и у реэьбового резца.

Измерения сил резания проводились динамометром УДИ-600 с помощью осциллографа К-121 на тех же режимах, 10 что и при нарезанпи резьбы. Определялись составляющие удельной силы ° стружкообразования. Зависимости удельных сил стружкообразования при свободном резании и по предлагаемому

15 способу оказались практически одина,ковыми.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность определения содтав2О ляющих удельной силы стружкообраэования, снизить трудоемкость и расход обрабатываембго материала. Кроме то го, предлагаемый способ позволяет определить составляющие удельной си25 лы стружкообразования при малых и больших сечениях среза, что при из.вестном способе невоэможно из-эа появления вйбраций.