АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Силы при точении

Читайте также:
  1. Возникновение неровностей при точении.
  2. Глава первая. О СОСРЕДОТОЧЕНИИ

К технологическим силовым характеристикам точения относят: составляющую силы резания PZ, направленную по скорости резания v, проекцию PX силы резания на направление подачи S, перпендикулярную названным направлениям, силу PY, а также крутящий момент Mкр и мощность резания Ne.

Сила PX (рис. 14.5)нагружает механизм подачи станка и ограничивается прочностью наиболее слабых звеньев этого механизма. Сила PY отжимает резец в направлении, перпендикулярном обработанной поверхности. Величина этой силы ограничивается требованиями к точности обработки, а также виброустойчивостью процесса резания.

Рис. 14.5.Схема технологических осей x, y, z
и технологических составляющих PX, PY, PZ силы резания
при продольном точении

 

Силу PZ, перпендикулярную основной плоскости, часто называют главной составляющей силы резания. Это связано с тем, что она, как правило, превышает по величине силы PX и PY и, кроме того, совпадая по направлению со скоростью резания, определяет мощность резания Ne (кВт):

(14.13)

Вместе с диаметром D обработки сила PZ определяет также крутящий момент (Н·м):

(14.14)

Силы PX, PY, PZ, крутящий момент Mкр, мощность резания Ne необходимо знать при определении допускаемых режимов резания, а также при проектировании станков, приспособлений и металлорежущих инструментов.

При сверлении, зенкеровании, развертывании в качестве технологических составляющих используются осевая сила и крутящий момент. При торцовом фрезеровании с вертикальной осью вращения фрезы используют крутящий момент, осевую силу PW (вертикальную) и две силы в горизонтальной плоскости – силу подачи PH и перпендикулярную ей силу PV.

Физические составляющие силы резания относят к тем площадкам (или зонам), где они в действительности возникают, т. е. к условной плоскости сдвига, к передней и задней поверхностям режущего инструмента и застойной зоны. Таким образом, при этом раздельно учитываются силы на передней и задней поверхностях инструмента (рис. 14.6).

 

 

Рис. 14.6. Физические составляющие силы резания в основной (а) плоскости,
плоскостях резания (б) и стружкообразования (в)

 

Раздельно рассматриваются также силы на главной и вспомогательной задних поверхностях. Для повышения точности расчета сил целесообразно раздельно учитывать силы на задних поверхностях застойной зоны и фаски износа.



Методика расчета сил резания в каждом конкретном случае должна учитывать закономерности и специфику рассматриваемого способа обработки. По числу, форме и расположению режущих кромок точение может представлять собой одну из четырех разновидностей лезвийной обработки: свободное прямоугольное, несвободное прямоугольное, свободное косоугольное и несвободное косоугольное резание. Каждая из названных схем имеет свои особенности, которые проявляются главным образом в положении плоскости стружкообразования относительно системы технологических координат x, y, z.

Наиболее простым является случай свободного прямоугольного резания, когда резание осуществляется одной прямолинейной кромкой, перпендикулярной к скорости резания v (рис. 14.7).

 

Рис. 14.7. Положение плоскости стружкообразования и схема сил
при свободном прямоугольном точении

 

При свободном прямоугольном точении плоскость стружкообразования перпендикулярна режущей кромке, т. е. совпадает с главной секущей плоскостью, и содержит векторы скоростей схода стружки v1и резания v.

Введем систему координат n, m, x,связанную с плоскостью стружкообразования. Ось n совпадает с проекцией вектора скорости схода стружки на основную плоскость, а ось x – с вектором скорости резания. При этом третья ось координат m направлена вдоль режущей кромки резца. Силы на задней поверхности (F1 и N1), определяющиеся в главной секущей плоскости (рис. 14.7), и проекции силы стружкообразования (Rn и Rx), определяющиеся в плоскости стружкообразования, в данном случае находятся в одной плоскости. Проекция силы резания на ось m равна нулю.

 

Рис. 14.8. Схема сил в условной плоскости сдвига и на укороченной
передней поверхности резца со стабилизирующей фаской

 

Расчет технологических составляющих силы стружкообразования для условий пластического контакта стружки с инструментом целесообразно основывать на том, что в первую очередь определяются две касательные силы (рис. 14.8):

‡агрузка...

, (14.15)

(14.16)

Относительная длина контакта с/а для схем резания инструментами со стабилизирующей фаской определяется по ширине фаски и действительному углу схода стружки:

(14.17)

При резании инструментом с полной передней поверхностью может быть использована формула

(14.18)

Нормальную к передней поверхности составляющую силы стружкообразования найдем, проектируя на условную плоскость сдвига силы , действующие на стружку со стороны условной плоскости сдвига, силы F и N, действующие на стружку со стороны передней поверхности:

(14.19)

Силы и найдутся как проекции сил F и N на оси x и n:

(14.20)

где (14.21)

(14.22)

Выразим силы N1 и F1 через нормальные напряжения qN1 и коэффициент трения m1 на задней поверхности инструмента:

(14.23)

Согласно экспериментальным данным, для резания сталей на ферритной основе твердостью HB<3000 МПа без применения смазочно-охлаждающих жидкостей можно принять

.

 

С учетом вышеизложенного формулы для определения сил PX, PY, PZ при свободном прямоугольном точении имеют вид:

(14.24)


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 |


Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)