Способ определения коэффициента усадки стружки Советский патент 1987 года по МПК G01N3/58 

112

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано для определения мгновенного значения коэффициента усадки стружки.

Цель изобретения - повьшение точности за счет отстройки от слежения за стружкой.

Работа, затрачиваемая на резание, состоит из работы Ал деформирования срезаемого слоя, работы А трения на передней поверхности, работы А трения на задней поверхности и определяется по следующей формуле:

.I)A,+A,+A

о

(1)

где N - мощность процесса резания; € - время, в течение которого измеряется мощность процесса резания.

Работа трения на задней поверхности составляет всего 0,05-0,1 от работы резания, поэтому ее значением можно пренебречь. Тогда формула (1) принимает вид:

N.,,

(2)

где А. суммарная работа пластического деформирования стружки, характеристикой которого является коэффициент укорочения. С другой стороны суммарная работа пластического деформирования стружки А равна:

Aj. Gi-f;-Q, (3)

где 6- - итоговая интенсивность напряжений;

30

где G, ,G2, - нормальные напряжения, действующие на главных площадках.

В случае плоской деформации выражение (6) упрощается (G 0)

Г,

(7)

35 Металл начинает пластически деформироваться при достижении главными нормальными напряжениями величины предела текучести б, ,характерн6го для данного металла. Кроме этого, в I - итоговая интенсивность дефор-40 процессе пластического деформироваНИИ величина (5 изменяется в зависимости от степени деформации, что объясняется явлением упрочнения.Для характеристики изменения напряжения

мации;

Q - объем срезаемого слоя. Итоговая интенсивность деформации, рассчитанная по известной фор- муле, равна

1, (e,-s,)(e,-ep + (f,-e,) (4)

где , - логарифмическая степень деформации срезаемого слоя по длине

е,Тп in i- ,;

о L

g - логарифмическая степень деформации срезаемого слоя по толщине

2i 1пКа;

- логарифмическая степень деформации срезаемого слоя по ширине

Ь, Г

, 1п -- lnKg,

где L,a,b, - размеры полученной стружки;

- размеры срезаемого

слоя;

К - коэффициент укорочения стружки; Kg - коэффициент утолщения

стружки; Kg - коэффициент- уширения

стружки.

Подставив выражения для 5 , Sj 5 в формулу (4) и учитьшая, что Кд Kj, в получают

Ij U151nKi.

(5)

Итоговая интенсивность напряжения определяется по известной формуле

G; -|((S,(Ga-G,f+ ((Гз-С,) /6)

где G, ,G2, - нормальные напряжения, действующие на главных площадках.

В случае плоской деформации выражение (6) упрощается (G 0)

Г,

(7)

НИИ величина (5 изменяется в зависимости от степени деформации, что объясняется явлением упрочнения.Для характеристики изменения напряжения

4S течения Gg в процессе пластической деформации служат диаграммы зависимости этой величины от степени деформации, называемые кривыми упрочнения. Кривые упрочнения неупрочнен5Q ных пластической деформацией в холодном состоянии углеродистых и легированных конструкционных, инструментальных, высоколегированных фер- ритных и аустенитных сталей, цвет55 ных металлов и их сплавов наиболее точно апроксимируются известным уравнением

б,т.Б

(8)

3

где m - напряжение течения при С

1,0; п - показатель деформационного

упрочнения; - логарифмическая степень де

формации.

Значения т и п выбираются из справочной литературы. Подставляя в формулу (8) выражения для 5 и , получают

Gri|m {-enKj f «(enKj w(-enKj m(en.Kj

(-enki.)((-gnkur(ehXi.. тл12((-епК,Г.(Еп.К,) .

Объем срезаемого слоя равен д а Ь Г, (10)

где а,Ь,Х - соответственно, толщи

на, ширина, длина среземого слоя. Учитывая, что

, получают

.vt;,

где S - подача инструмента;

t - глубина резания;

V - скорость резания;

t - время резания. Подставляя полученные выражения для (э; , 1, Q в формулу (3), получают

N..lS ln-.Ki.jn 2 ( - (-InK, ). (InK)- S . t. V-r.

При ,l5-in-S-t-v

(ln.Kj.) -(-lnK,)- (InK,) (( (In

N A«

2(6,204 М)

,72

15РО 9ПЛ--2 72

(1.15-850.0,21-2,3)-(2-(-1) 0.204-:2,J2

,72 3,2v

Формула изобретение.

Способ определения коэффициента усадки стружки, заключающийся в том, что осуществляют обработку детали ре жущим инструментом при заданных режимах резания и определяют коэффициент К усадки стружки, отличаю

5

О, (jg,(-ln-Kj ; Gj (1п К„).

Однако при

G, тап К,); (1п К).

Тогда итоговая интенсивность fO пряжения равна

(9)

1п к,2(1пКцГ-(-1) (InK,) (ItiKj N

F

20

25

,(ln.( ;

( F|;2Z(ZT)n7 ;

2M N (-TrT

Отсюда

)|

N

т;тГт 8:г;)(;,

Пример. Пусть необходимо определить коэффициент укорочения

стружки при обработке стали 20Х на следующих режимах обработки: скорость резания v«120 м/мин 3 м/с, подача ,21 мм/об, глубина резания t- 2,0 мм. На указанном.режкцезафиксирована мощность процесса резания, равная ,5 кВт. По справочным данным для стали 20Х Н/Ин , п 0,204. Подставляя данные в формулу (11), Холучают

2j« /2 25-io Т, °°

щийся тем, что,

целью повы55

тения точности, измер5аот мощность процесса резания, а коэффициент Kj усадки стружки определяют по

т2

2(п+|)/ л

(TTTsTmTsTtTv) Й-.(-Т)

5 12953006

гДе е - основание натурального - подача инструмента;

.t - глубина резания;

Б - логарифмическая степень де. - «V - скорость резания:

формации материала обрабаты- .

ваемой детали;5 показатель деформационного

Го напряжение течения при ,0;упрочнения.

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано для определения мгновенного значения козффи1щента усадки стружки. Цель изобретения - повышение точности за счет отстройки от слежения за стружкой. Для этого в процессе резания определяют мощность этого процесса, по которой при заданных режимах обработки определяют коэффи1№1ент усадки струяоси.