Методы измерения сил резания

Для определения величин составляющих силы резания могут быть использованы методы прямого и косвенного измерения. Косвенные методы основаны на измерении величин, находящихся в зависимости от составляющих силы резания. Так, например, касательная составляющая сила быть определена путем измерения мощности резания.

, (7)

где N _рез – мощность резания,

v – скорость резания, м/мин.

Прямые методы основаны на непосредственном измерении сил резания приборов, называемых динамометрами. Принцип действия всех известных конструкций динамометров основан на измерении упругих деформаций рабочих элементов: пружин, манометрических трубок, угольных стержней, проволочных датчиков и т.д.

В настоящее время наибольшее распространение получили электрические динамометры. Принцип действия их основан на изменении параметров электрической цепи (омического сопротивления, индуктивности, емкости и т.д.) под действием сил резания. Преимущества электрических динамометров следующие:

· высокая чувствительность;

· малые габариты и масса;

· возможность измерения малых величин составляющих силы резания;

· практическая безинерционность, что позволяет исследовать быстротекущие процессы;

· удобство эксплуатации.

Так как параметры электрической цепи обычно изменяются мало, то для всех типов электрических динамометров требуется применение усилителя. Одним из таких динамометров является двухкомпонентная тензометрическая державка (рисунок 7). Передняя ее часть предназначена для закрепления пластинки твердого сплава 1 при помощи планки 2 (являющейся одновременно стружколомателем) и болта 3. Корпус державки 4 имеет два взаимоперпендикулярных ослабленных сечения А и Б. Одно сечение обладает податливостью в направлении осевой составляющей силы резания, а другое – в направлении касательной составляющей. Каждый такой участок является балкой, один конец которой защемлен, а на другой, свободный конец, действует составляющая силы резания, вызывающая изгиб.

При изгибе деформация наружных слоев ослабленных участков, где наклеены проволочные датчики 5 и 6, вызывает соответствующее изменение омического сопротивления. Изменение сопротивления мостовой схемы вызывает появление тока в диагонали измерительного моста, величина которого фиксируется микроамперметром.

Корпус тензометрической державки изготовляют из стали марки 65Г и 60С2. Он рассчитан на максимальное значение касательной составляющей силы резания до 3 кН, осевой доставляющей до 1,5 кН. Для измерения больших значений сил резания размеры сечений державки должны быть соответственно увеличены.

Проволочные датчики изготовляются из константана. Каждая составляющая силы резания (касательная и осевая) измеряются при помощи двух датчиков R_{d 1} и R_{d 2}, которые наклеены на противоположных сторонах изгибающихся участков державки и включены в смежные плечи измерительного моста, вследствие чего увеличивается чувствительность, динамометра и осуществляется температурная компенсация (рисунок 8).

До тех пор, пока не производится резание, мост находится в равновесном состоянии. Стрелка микроамперметра находится на нуле. В процессе резания державка изгибается, проволочные датчики деформируются, изменяется их омическое сопротивление. При этом стрелка микроамперметра отклоняется от нулевого положения. Отсчет производится по шкале микроамперметра.

Для измерения всех трех составляющих силы резания применяется конструкция, показанная на рисунок 9. Основой ее является квадратная пластина, закрепленная в корпусе на упругих звеньях (опорах R ₁ – R ₁₆). Каждая опора представляет собой тензометрический датчик для измерения одной из составляющих силы резания. Сигналы от соответствующих опор-датчиков суммируются алгебраически.

Поиск по сайту: