26. Эмпирические формулы для расчета составляющих силы резания.
Pz = Cpz* tXpz * SYpz * Vnpz * Kpz
Py = … Px = …
где Сp – постоянная, характеризующая стандартные условия резания;
X, Y, n – показатели степени при глубине резания t, подаче S и фактической скорости резания Vф. Xpz ~ 1, Ypz ~ 0.75, npz~ - 0.15
Кр – поправочный коэффициент, учитывающий реальные условия резания. Он состоит из произведения ряда коэффициентов, учитывающих фактические условия резания:Kp = KMP * KφP * KγP * KλP * KRP
27. Экспериментальные методы измерения сил резания.
Найти значения параметров можно лишь экспериментально, выполнив непосредственные измерения силы P специальным динамометром.
Гидравлические динамометры.
Электрические тензометрические динамометры.
Принципиальная схема электрического измерительного устройства показана на рис.
Здесь базирование резца и силы Px, P1, P1 , действующие на него, такие же, как для гидравлического динамометра, и, следовательно, на упругий измерительный элемент 1 оказывает воздействие сила
P2= Pzl1/l2. на упругий элемент 1 наклеен тензометрический датчик 2. при наклейке датчика на упругий элемент его ориентируют таким образом, чтобы направление участков проволоки с большей протяженностью (база датчика) совпадало с направлением ожидаемых упругих деформаций. Для измерения сопротивления датчика используется мостовая схема из сопротивления R1, R2, R3, R4, в которую датчик сопротивлением R1 подсоединяется в качестве одного из плеч моста. Упругая деформация измерительного элемента 1 и, следовательно, наклеенного на нем датчика приводит к изменению сопротивлением R1 датчика и нарушению баланса моста, питаемого напряжением от источника 3. возникает разность потенциальных между точками А и Б моста, значение которой пропорцианально изменению сопротивления R1 датчика, соответствующему деформации упругого элемента под действием силы P2ю Подсоединенный к точкам А и Б моста усилитель 4 усиливает сигнал разбаланса, который затем поступает на регистрирующий прибор 5. отклонение Н на ленте 6, зафиксированное при резании, может быть пересчитано в значение действующей силы резания Pz согласно предварительно проведенной тарировке.
Токарные динамометры за счет конструктивного исполнения и использованием описанной схемы замера одной составляющей силы резания обеспечивают одновременную запись всех трех составляющих Px, Py, Pz.
28. Работа и мощность резания.
Мощность резания: N=Pz*Vф/(1020*60)
где Pz = 10* Cp * tx * Sy *Vфn *Kp
Vф=п*D*nст/1000
Сравниваем полученную величину мощности резания с мощностью главного привода станка.
Nрез<ηNcт.
Следовательно, мощность резания, необходимая для осуществления обработки, меньше мощности на шпинделе, т.е. резание возможно.
29. Источники возникновения теплоты при трении. Общее количество теплоты при резании.
В зоне стружкообразования можно выделить зоны, в которых в результате контактного взаимодействия и деформаций обрабатываемого материала происходит генерирование теплоты.
В результате силового воздействия лезвия резца металл срезаемого слоя при пересечении плоскости скалывания 1-2-3-4 (рис.) подвергается пластической деформации и разрушению, характреным для металлов, образующих сливную стружку или стружку скалывания, или хрупкому разрушению, характерному для металлов, образующих стружку надлома. Почти вся механическая работа, затраченная на пластическую деформацию и разрушение металла в процессе стружкообразования, составляет первый источник выделения теплоты Q1.
Область генерирования этой теплоты охватывает зону наибольших пластических деформаций, т.е. плоскость скалывания.
Срезанная стружка, скользя по передней поверхности лезвия резца со скоростью vстр=ζv, где ζ – усадка стружки, v- скорость резания, преодолевает сопротивление силы трения Pтр.п.. Механическая работа силы трения, распределенной по контактной площадке 1-2-5-6 на передней поверхности лезвия (рис. нижний), может быть найден как Атр.р=Ртр.пvζt, где t – время осуществления процесса резания. Работа сил трения на передней поверхности лезвия резца является вторым источником выделения теплоты Q2. область генерирования этой теплоты – контактирующие друг с другом прирезцовая поверхность стружки и передняя поверхность лезвия инструмента. Задняя поверхность лезвия резца, ограниченная контуром 1-2-7-8 в процессе резания скользит по воспроизводимой лезвием поверхности резания со скоростью резания v, преодолевая силу трения Ртр.з. Работа сил трения Атр.з.=Ртр.з.vt осуществляется по задней поверхности лезвия, находящейся в контакте с поверхностью резания. работа сил трения по задней поверхности лезвия инструмента является третьим источником теплоты Q3 выделяющейся при резании.
Непосредственными измерениями установлено повышение микротвердости в металле, прилегающем к плоскости скалывания (на рис. Заштрихованный участок обрабатываемого металла)
Повышение микротвердости указывает на то, что силовое поле, действующее в плоскости скалывания 1-2-3-4 распространяется также на некоторый, прилегающий к ней объем металла и вызывает в нем пластическую деформацию, приводящую к росту внутренних остаточных напряжений. Работа, затраченная на пластическую деформацию металла перед плоскостью скалывания, является четвертым источником теплоты Q4.
Q=Qд+Qтп+Qтз
