granovskij_rm (831076), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Розенберга, И. М. Клушина, Н. Н. Зорева, В. Ф. Боброва, М. Ф. Полетика, В. А. Кривоухова и др. УПРОЩЕННОЕ УРАВНЕНИЕ СИЛЫ РЕЗАНИЯ. Для решения некоторых производственных задач иногда требуется ориентировочно определить уровень возможных снл резания при механической обработке. Для этого желательно иметь достаточно простую математическую зависимость. Принимая во внимание уравнение (3.3), уравнение (7.б) можно записать в виде (7.7) Р = ет/„, — коэффициент, учитывающий влияние всех безразмерных величин; / = аЬ вЂ” пл|» шадь поперечного сечения срезаемого слоя.
Произведение ег можно заменить эквивалентным произведением Кр о„где |г, — предел прочности обрабатываемою металла на растяжение. Подставив это выражение в уравнение (7.7), получаем упрощенное уравнение силы резания (7.8) Р Кро /' В уравнении (7.8) произведение Кяо, выражает удельное сопротивление резанию металла обрабатываемой заготовки и его принято называть коэффициентом рез а ни я. Экспериментально установлено, что при резании углеродистых конструкционных сталей К„- 2,5. Для других марок конструкционных сталей в зависимости от их химического состава, структурного состояния и механических свойств коэффициент К, = 2,3... 2,8. Упрощенное уравнение (7.8) силы резания позволяет в первом приближении оценить значение силы, действующей в процессе резания.
Например, при резании углеродистой стали 45 с глубиной резания | = 3 мм и подачей 5 =0,5 мм/об плошадь поперечного сечения срезаемого слоя /'„= 1,5 ммз. Предел прочности стали 45 о, =Ю,б1 ГПа (см. табл. 1.1) и, следовательно, сила рсзання Р м а 2,5 - О,б! ° 1,5 м 2,3 кН. Если предел прочности стали неизвестен, но известна или может быть оперативно определена его твердость по Брииеллю, то с достаточной степенью точности предел прочности можно определить по уравнению о„0,31 НВ.
$ г.З. ИЗМЕРЕНИЕ СОСТАВЛЯЮЩИХ СИЛЫ РЕЗАНИЯ ДИНАМОМЕТРАМИ Как правило, в теоретически выведенные уравнения входят параметры, чис- ловые значения которых неизвестны и зависят от режимов резания и степени износа лезвий резца.
Найти значения этих параметров можно лишь экспериментально, выполнив непосредственные измерения силы резания Р специальным дииамометром. Поэтому все теоретически выведенные уравнения предназначены лишь для качественного анализа зависимости силы резания Р от режимных, геометрических и физических параметров и не используются на практике как рабочий математический аппарат для количественного выражения дейс|вуюших сил резания. Нормирование режимов резания для условий производства ведут по уравнениям, математически описывающим результаты определения составляюших Рь Р и Р, силы резания специальными динамометрамн.
НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ДИНАМОМЕТРОВ. Принцип действия всех динамометров основан на измерении упругой деформации измерительных элементов динамометров, пропорциональной значению измеряемой составляющей силы резания. Динамометры, имеющие лишь один измерительный элемент, используемый обычно для измерения вертикальной (главной) составляющей Р, силы резания, называются одн о- компонентными. Динамометры, имеющие два взаимно перпендикулярно расположенных измерительных элемента, например, для одновременного измерения вертикальной Р, и горизонтальной Р„составлвющих, называются д в у хкомпонентными. Динамометры, упруго деформируемая пружина разгибается и через рычаг 9, соединенный с ней шарниром В„перемещает вверх стрелку 10 с пером !1. Перо, отклоняясь, оставляет на движущейся слева направо бумажной ленте 12 запись.
Отклонение Н перв в любой точке записи пропорционально Рис. 7.6. Схеиа изнерении силы реюнил гид- равлическим динанонетрон имеющие три взаимно перпезщикулярно расположенных измерительных элемента для одновременного измерения всех трех сОставлязопзнх Р„, Рз н Р~, называются трехкомпонентными. Измерение упру~их деформаций измерительных элементов токарных дннамометров может осуществляться принципиально различнымии способами, из которых наибольшее распространение получили гидравлический н тензометпический. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ДИНАМОМЕТРЪЪ Принпнпиальная схема гидравлического измерительного устройства показана на рис. 7.6. На лезвие резца действует вертикальная составляющая Р, силы резания. Нижней опорной плоскостью резец через шарик 2 опирается на поршень 3. Задним концом державка резца через шарик 1 опирается на неподвижную опору корпуса динамомстра.
Сила Р,, действующая на поршень, больше измеряемой составляющей Р, в 1,/1, раз, т. е. Р, = Р,)з/1з. Поршень 3 с силой Рз давит через гибкую прокладку 4 на жидкость, заполняющую емкость 5. Давление в жидкости Р = Рз/А, где А — плошадь поршня 3, и передается через отводную трубку б на изогнутую трубчатую пружину 7. Под действием давления Рис 7.7. Схена изнерении силы резания теизозлектрнческин динанонетрон силе Р,. По отклонению пера, измеряемому в единицах длины (мм), с помощью тарировочного графика или таблицы находят значение составляющей силы Р, = Р,1,/1, в единицах силы (кН).
На ленте регистрирующего устройства трехкомпонентного гидравлического динамометра стрелки трех автономно действующих измерительных устройств производят записи для составляющих Р ЭЛЕКТРззЧЕСКИЕ ТЕЙЗОМЕТРИЧЕСКИЕ ДИНАМОМЕТРЪ|. Принципиальная схема электрического измерительного устройства показана и» рис. 7.7. Здесь базирование резца и силы Р„Р, и Р„действующие на него, такие же, как для гидравлического динамометра, и, следовательно, на упругий измерительный элемент ! оказывает воздействие сила Рз = Р,1з/1з. На упругий элемент 1 наклеен тензометрический датчик 2. Прн наклейке датчика на упругий элемент его ориентируют таким образом, чтобы направление участков проволоки с большей протяженностью (база датчика) совпадало с направлением ожидаемьзх упругих деформа- цнй.
Для измерения сопротивления датчика используется мостовая схема из сопротивлений Я1, Я2, ЯЗ и Я4, в которую датчик сопротивлением Я! подсоединяется в качестве одного из плеч моста. Упругая деформация измерительного элемента 1 и, следовательно, наклеенного иа нем датчика приводит к изменению сопротивления Я! датчика и нарушению баланса моста, питаемого напряжением от источника 3.
Возникает разность потенциалов между точками А и Б мости, значение которой пропорционально изменению сопротивления Я1 датчика, соответствующему леформации упругого элемента под действием силы Р,. Подсоединенный к точкам А н Б моста усилитель 4 усиливает сигнал раз баланса, который затем поступает на регистрирующий прибор 5. Отклонение Н на ленте 6, зафиксированное при резании, может быть пересчитано в значение действующей при резании составляющей силы резания Р„ согласно предварительно проведенной тари ровке. Токарные динамометры за счет конструктивного исполнения с использованием описанной схемы замера одной составляклцей силы резания обеспечивают одновременную запись всех трех составляюппух Р» Ру н Р» Е 7.4.
АППРОКСИИАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИНАИОНЕТРИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕН ИЯ СОСТАВЛЯ! ОЩИХ СИЛЫ РЕЗАНИЯ АППРОКСИМАЦИЯ РЕЗУЛЪТАТОВ ИЗМЕРЕНИИ Рассмотрим методику графоаналитической обработки динамометрических измерений силы резания Р при переменных значениях некоторого независимого режимного параметра х. Произвольно взятые значения х„ хь ..., х„независимого режимного параметра и соответствующие им измеренные динамометром значения силы резания Р„ Рь ..., Р„после проведения измерений записывают в форме протокола: Используя протокольные записи как значения координат, на графике (рис. 7.8) наносят полученные экспериментальные рис. 7.$. Графическое вьуражснна в лннайныи координатак росультатоа юиорания силы роюния точки М„Мз, ..., М„. Через зкспориментальные точки проводят плавную выравнивающую линию, графически приближенно выражающую искомую функциональную зависимость Р =1(х).
Если эта кривая по своему виду схожа с параболой, то искомую фушщиональную зависимость Р = 1'(х) можно попытаться аппроксимировать функцией степенного вида (7.9) Р = сх, где коэффициент с и показатель степени н являются константами. Чтобы найти значения констант с и н, удобно пронести логарифмирование выражения (7.9).
Тогда получаем выражение (7.!О) )8Р = !йс+ и!8х. На графике в двойных логарифмических координатах выра)кение (7ЛО). имеет вид прямой (рис. 7.9) (При этом иа шкалах 102 двойных логарифмических координат откладывают истинные значения параметров Р и х.) Числовые значения показателя степени и и коэффициента с в уравнении (7.9) могут быль найдены графическим и аналитическим способами. При графическом способе на рис. 7.9 строят прямоугольный треугольник с катетами А и Б, гипотенузой которого может быль произвольный отрезок выравнивающей прямой. Измерив длины катетов А и Б с помощью линейки, значение показателя степени находят из выражения (7.11) и = 18 т = А/Б.
Значение коэффициента с определяют из условия с 1" = Р. Следовательно, чтобы пай~и значение с, на графике рис. 7.9 при значении х, = 1 проводится вертикальная линия до пересечения с выравнинающей прямой. Значение Р„соответствующее точке пересечения, численно равно искомому значению с. Значения показателя степени и и коэффициента с в степенной функции (7.9) могут быть найдены аналитическим способом без построения графика в двойных логарифмических координатах. Для этого на выравнивающей кривой, построенной в линейном масштабе (рис. 7.8), берется ряд произвольных точек Н, (х,л,. Рнэ), Н (хнх', Рнх), Н~(хнз, 'Рю), ..., Н„(хн„, Р„„).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
