 |
8. 4 вопросы для самоконтроля. 9. Лабораторная работа № 9. Исследование составляющих силы резания. При точении. 9. 1 теоретические основы
|
|
|
|
8. 4 ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Какие методы применяются для экспериментального изучения напряженно-деформированного состояния деталей?
2. В чем физическая сущность поляризационно-оптического метода?
3. Возможно ли с помощью поляризационно-оптического метода получить картину напряжений при резании, возникающую в инструменте (например, в сверле, метчике, резце)?
9. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9
Исследование СОСТАВЛЯЮЩИХ силЫ резания
при точении
Цель работы: установление взаимосвязи между составляющими силы резания и режимами обработки при точении.
9. 1 Теоретические основы
9. 1. 1 Основные понятия и определения
В процессе взаимодействия режущего клина инструмента с обрабатываемым материалом на контактных поверхностях возникают достаточно сложные пространственные распределения сил, которые могут быть заменены их равнодействующими, приложенными в центрах тяжести соответствующих эпюр. Смещение этих сил по линиям их действия и переносы на режущую кромку (из-за малых расстояний) позволяют получить их геометрическим сложением единую равнодействующую силу, называемую силой резания.
Знание сил резания необходимо при решении многих технологических и конструкторских задач: определение необходимой мощности привода станка, прочностные расчеты при проектировании инструмента и отдельных деталей станка, определение точности обработки, расчёт режимов резания, применение адаптивных систем управления станком и др.
В то же время при решении этих задач необходимо учитывать и отдельные её составляющие.
Различают технологические и физические составляющие силы резания. Технологические составляющие необходимы при решении конкретных технологических задач.
|
|
|
Рассмотрим технологические составляющие силы резания при токарной обработке.
На рис. 9. 1 показаны сила резания R и её проекции на оси декартовой системы координат токарного станка. Ось Z параллельна вектору скорости главного движения, ось X параллельна оси вращения детали, ось Y перпендикулярна первым двум осям. Оси X и Y образуют плоскость, перпендикулярную вектору скорости главного движения. Вершина инструмента находится на одном уровне с осью центров вращения детали.
Проекции силы резания на оси координат 
, 
, 
и являются технологическими составляющими силы резания при токарной обработке. Сила 
называется главной (иногда тангенциальной или вертикальной ) составляющей силы резания. Эта сила совпадает с направлением вектора скорости резания и поэтому определяет основные энергетические затраты при резании. В процессе продольного точения совершают работы силы и . Поэтому мощность главного привода станка, необходимая для осуществления процесса резания, будет равна:
, (9. 1)
где и измеряются в Н, а 
и 
– м/с.
Так как 
и 
, то вторым членом в уравнении (9. 1) пренебрегаем. Тогда
кВт, (9. 2)
Величина крутящего момента на шпинделе станка:
, Н∙ м. (9. 3)
Сила нагружает механизм подачи станка, поэтому её называют силой подачи или осевой силой. Значение этой составляющей необходимо знать при расчетах мощности и прочности механизма подач.
|
| Рис. 9. 1. Сила резания R и её технологические составляющие при точении заготовки ( , , ): 1 – обрабатываемая поверхность; 2 – обработанная поверхность; 3 – поверхность резания Индексы сил резания не читаются, слишком мелко
|
Сила называется радиальной составляющей силы резания. Она определяет основную долю возникающих в процессе резания отжатий инструмента от заготовки, поэтому с помощью этой силы решаются вопросы точности и устойчивости процесса резания.
|
|
|
Сумма сил и даст равнодействующую 
, расположенную в основной плоскости.
Результирующая сила определяется по формуле
, (9. 4)
, (9. 5)
, 
, 
.
Следует отметить, что, вычислив силы , и , по ним определив величину и направление равнодействующей 
, можем найти величину любой составляющей силы в любом заданном направлении.
Для определения сил , и используют три группы методов:
· экспериментальные;
· на основе эмпирических зависимостей;
· с помощью теоретических формул.
|
|
|
