Способ определения характеристик зоны резания
Изобретение относится к обработке металлов резанием и может найти применение при определении характеристик зоны резания. Целью изобретения является повышение точности определения характеристик зоны резания. Для этого задают толщину среза и передний угол инструмента, а затем получают микрошлиф корня стружки, по которому определяют угол сдвига, после чего определяют начальную точку кривой выпучивания на обрабатываемой поверхности, по которой находят угол между плоскостью резания и направлением максимальной сдвиговой деформации в срезаемом слое. Длину распространения пластической деформации впереди режущего инструмента определяют по выражению L<SB POS="POST">3</SB>6E=(2CTGX - CTGβ<SB POS="POST">1</SB>)<SP POS="POST">.</SP>A, длину контакта стружки с передней поверхностью инструмента по выражению C<SB POS="POST">0</SB>=[(2CTGX - CTGβ<SB POS="POST">1</SB> + TGγ) <SP POS="POST">.</SP> (COSγ - SINγ) + 1/COSγ]<SP POS="POST">.</SP>A, где A - толщина среза X - угол, определяющий направление максимальной сдвиговой деформации β<SB POS="POST">1</SB> - угол сдвига в срезаемом слое γ - передний угол инструмента. 3 ил.
СО103 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (111
25 А1 (51)5 В 23 В 1/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТ8ЕНКЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4236444/31-08; 4236445/31-08 (22) 27.04 ° 87 (46) 30.05.90. Бюл. и 20 (71) Куйбышевский политехнический институт им ° В.В. Куйбышева (72) M.À. Аранзон (53) 621.941.1 (088.8) (56) Махачек Т.В. и др. Металлографический метод определения глубины поверхностного наклепа. — Заводская лаборатория. М., 1970, к- 12. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЗОНЫ РЕЗАНИЯ (57) Изобретение относится к обработке металлов резанием и может найти применение при определении характеристик зоны резания. Целью изобретения является повышение точности определе ния характеристик зоны резания. Для этого задают толщину среза и передний
Изобретение относится к обработке металлов резанием и найдет применение при исследованиях процесса резания.
Цель изобретения — повышение точности определения упруго-пластической зоны и расширение области применения способа путем определения длины контакта стружки с передней поверхностью инструмента.
На фиг ° 1 показана схема для определения интенсивности деформации эоны резания по диаграмме Мора; на фиг. 2 изображена схема процесса стружкообраэования; на фиг. 3 — схема эоны резания.
2 угол инструмента, а затем получают микрошлиф корня стружки, по которому ояределяют угол сдвига, после чего определяют начальную точку кривой выпучивания на обрабатьи аемой поверхности, по которой находят угол между плоскостью резания и направлением максимальной сдвиговой деформации в срезаемом слое. Длину распространения пластической деформации впереди режущего инструмен га определяют по выражению 1 = (2ctgX — ctv, P<) а, длину контакта стружки г передней поверхностью инструмента — по выражению Г = f(2ctgX — ctg(5<+ ting)
° (cos) — sin () + 1/cosg) а, где а— толщина среза; Х вЂ” угол, определяющий направление максимальной сдвиговой деформации; P — угол сдвига в срезаемом слое; — передний угол инструмента. 3 ил.
Выполненные экспериментальные и теоретические исследования процесса образования элементных и сливных стружек при свободном ортогональном точении сталей и сплавов с различными физико-механическими свойствами с использованием микроснимков корней стружек, высокочастотной киносъемки, микроструктурного анализа, методов микротвердости и координатных сеток убедительно показали, что принятая в теории пластичности одна из инвариантных характеристик деформированного состояния — угол вида деформации Р по своей величине точно соответствует углу сдвига прн резании.
1567325
Указанная закономерность позволяет применить для процесса резания предложенную нами геометрическую интерпретацию зависимости интенсивности и вида деформированного состояния от главных деформаций.
Соответствующее графическое построение показано на фиг. 1.
Треугольник АВС равносторонний стороны его численно равны разности двух главных деформаций С, — . На одной из сторон треугольника построена диаграмма Мора. При этом угол между линией, соединяющей вершину А треугольника с точкой D касания двух малых кругов Мора, и стороной треугольника AR является углом вида напряженного состояния (3 а длина отрезка AD выражается формулой
Положение оси диаграммы Мора ME определяется показанным на фиг. 1-3 построением. При условии несжимаемости, когда тензор деформации является девиатором, ось МЕ всегда пересекает фигуру диаграммы и отсекает на линии 30
AD отрезок
ED=--AD
Поэтому длина отрезка ЕП численно
35 равна интенсивности деформации и определяется выражением
40
На фиг. 2, исходя их установленного равенства угла вида деформации и угла сдвига, изображена схема процесса стружкообразования с треуголь- 45 ником А ВС, который можно назвать треугольником деформации, и диаграммой Хора. Компоненты деформированного состояния относятся к материальной точке А вершины треугольника деформации, расположенной в окрестности
50 режущей кромки инструмента.
С самого начала пластической деформации очередного элемента срезаемого слоя в положении инструмента, 55 определяемом точкой А, возникает направление максимальной скорости сдвиговой деформации, где действуют максимальные касательные напряжения.
При условии монотонности процесса, которое может быть принято для весьма малой зоны в окружности режущей кромки, это направление сохраняется в течение всего процесса пластического деформирования. Таким направлением является A ID 3, наклоненное под углом
Х к направлению скорости резания. Интенсивность сдвиговой деформации
При сопоставлении этой формулы с формулой для интенсивности деформации получим
1; =-ГЗ Е;
В связи с этим
A sinX = - sin > Главные оси скорости деформации, а следовательно, и совпадающие с ними при условии монотонности процесса главные оси результативной линейной деформации расположены под углом . 45 к направлению максимальной скорости деформации. Поэтому направления осей Я, и Е> определяются углами Х+ 45; 4p= 45 — Х Вторая главная ось деформации Е направлена перпендикулярно двум другим главным осям. Образование очередного элемента стружки начинается с момента, когда резец находится в положении A (фиг.2) При перемещении резца из этой точки одновременно с движением предыдущего элемента стружки по передней поверхности инструмента элемент срезаемого слоя подвергается нарастающей пластической деформации. В момент прихода резца в точку А < максимальные касательные напряжения, действующие в направлении AL, достигают величины, при которой исчерпываются пластические свойства материала. При дальнейшем перемещении резца из точки А в точку А происходит 5 15673 поворот линии A Анализ результатов исследования процесса стружкообразования методом высокочастотной киносъемки показывает, что эа период первого этапа образования элемента стружки при переходе резца иэ точки А в точку A предыдущий сформировавшийся элемент перемещается по передней поверхности инструмента на такое расстояние AiF npu котором имеется строгое равенство отрезков AI u AL (AI = AL = AiU = = "1ЗА iI<) При этом точка 1. является начальной точкой кривой выпучивания LI на обрабатываемой поверхности. Путь h 1 = АА, пройденный резцом до 20 момента, когда пластическая деформация достигает максимальной величины, рассчитывается по формуле 1 з1п ) + — — 1 а, cos(1 (1ГЗ-1) а ° cos(5i -tt) О 732а Kg Д1 cosg sin p cos$ Полный путь 1P = А А>, пройденный резцом до окончательного образования элемента стружки, выражается зависимостью 30 1р = (ctgX — ctg P () а формула изобретения Способ определения характеристик зоны резания, согласно которому задают толщину среза и передний угол инструмента, а затем получают микро40 шлиф корня стружки, по которому определяют угол сдвига, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения харктсристик эоны резания, дополнительно 45 определяют начальную точку кривой выпучивания на обрабатываемой поверхности, по которой находят угол между плоскостью резания и направлением максимальной сднигоной деформа50 ции в срезаемом слое, при этом длину распространения пластической деформации впереди режущего инструмента определяют по выражению 55 по выражению Предложенная модель стружкообразования является общей для всех видов стружек при обработке материалов с различными физико-механическими свойствами. Длину распространения пластической деформации впереди режущего инструмента 1Е (фиг. 3) можно определить, если учесть, что после прохождения резцом пути 1р, когда полностью сформировался элемент стружки, сразу же возникает направление максимальной скорости сдвиговой деформации A V, где действуют максимальные касательные напряжения. В дальнейшем при перемещении резца величина ) остается неизменной. В связи с этим на основании фиг. 3 1с = (2etgX — ctgP ) а. Известно, что существует тесная связь между контактными явлениями на передней поверхности инструмента и напряженно-деформированным состоянием срезаемого слоя. Выражением та25 6 кой связи является длина пластическогоо контакта М, которая определяется если из точки К пересечения условной плоскости сдвига с обрабатываемой поверхностью пронести прямую линию под углом 45 к передней поверхности до пересечения в точке P. Пободным образом можно получить длину общего упруго-пластического контакта С„. Для этого из точки U (фиг. 3) пересечения границы распространения пластической деформации с обрабатываемой поверхностью необходимо провести прямую линию под тем же углом к передней поверхности до пересечения в точке Р». Длина упруго-пластического контакта рассчитывается по формуле С о = f(2ctgX — ctg Pi + tgg) (cos g— где — передний угол инструмента. Способ определения характеристик зоны резания прост в осуществлении, не требует в отличие от известных методон значительных затрат времени и материальных средств, позволяет с высокой точностью определить важные физические и технологические параметры процесса резания. 1 = (2ctgX — ctg (Л ) а а длину контакта стружки с передней поверхностью инструмента определяют 1567325 Фиг.Р С о = $(2ctP — ctg P, + tgg) (созыв 1 в п(+ — — а, cos g где а — толщина среза; Х вЂ” угол, определяющий направление максимальной сдвиговой деформации; - угол сдвига в срезаемом слое; передний угол инструмента. 1567325 Составитель В ° Семенов Техрел М оданич Редактор M. Товтин Коррект 1 II. Р«вс кая Заказ 1287 Тираж 713 IIO;l, ВНИИПИ Государстве. <ного комитета по изобретениям и открь<т««.. i 113035, Москва, iK-35, Раушская наб., д.
Произвол< твенно-издательский комбинат "Патент", г. Уж< < p <, у . Гагарина, 101
