Способ определения длины контакта стружки при резании металлов Советский патент 1992 года по МПК G01N3/58 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке металлов резанием, и может быть использовано для определения длины контакта стружки с Передней поверхностью инструмента (ДКСсППИ), которую используют в качестве параметра в расчетных формулах сил резания при проектировании металлорежущих станков и инструментов и назначении режимов резания в технологических процессах.

Известен способ, согласно которому на шлифованный торец обрабатываемой детали наносят координатную сетку и по числу участвующих в контакте координат определяют ДКСсППИ.

Недостатком этого способа является ограничение скоростей резания не более 1,3 м/мин.

Известен более сложный металлографический способ, согласно которому с помощью мгновенного отвода инструмента от стружки получают блестящую и матовую зоны контакта и на них путем металлографических методов измеряют экспериментальное значение ДКСсПЛИ соответственно для стружки с втбричной деформацией Ci и общей Со.

Недостатком данного способа является большая трудоемкость.

Известен также способ определения ДКСсППИ путем эксперимента, когда находят значение коэффициента усадки стружки, значение которого совместно с толщиной срезаемого слоя представляют в соответствующую формулу. Недостатком известного способа является большая трудоемкость из-за необходимости проведения опытов по определению коэффициента усадки стружки. Целью изобретения является снижение трудоемкости определения ДКСсППИ в ши роком диапазоне изменения параметров резания для деталей идентичного материала. Определяют твердость НВ материала заготовки по Бринеллю, выбирают значение коэффициента сиздаапазонаЮ с е 10 с. Определяют теоретическую длину контакта стружки, имеющей вторичную зону деформации, с передней поверхностью инструмента по зависимости 2 А wB-2,tgyp(Sv-); .г.|: d - диаметр отпечатка при измерении твердости, мм; Ур - передний рабочий угол инструмента (+) при положительном, (-} при отрицательном, град; 1000Ve a . Sv R + а - толщина срезаемого слоя, мм; R - радиус шарика прибора Бринелля, V - скорость резания, м/мин; А- (3) затем определяют общую длину контакта стружки с передней поверхностью инструмента по формуле с,.гУ,ег:М, р, сравнивают значения Сэ и Со, определяют величину допустимой Погрешности, в соот, ветствии с которой корректируют значение , с учетом которого определяют длину контакта стружки для различных параметров резания по приведенной зависимости. Сущность изобретения заключается в следующем. Сначала производят измерение твердости НВ на приборе Бринелля испытуемой заготовки, при зтом фиксируют диаметр d отпечатка шарика прибора и выражают его |. Затем значение через коэффициент г выбирают второй коэффициент из диапазона 10 с С 10 с и, учитывая скорость р(езания V (м/мин). радиус R шарика прибора Бринепля, их значения подставляют в указанное выражение и находят коэффици1000 VE.v TIT-/после ент SV- R + чего назначают рабочий передний угол Хр инструмента, толщину срезаемого слоя а и переходят к определению теоретической длины пластического контакта Ci по формулам (1) - (4), а затем по формуле (5) находят общую длину контакта Со. Для подтверждения правильности выбора коэффициента Е производят опыт, по которому определяют экспериментально значение ДКСсПЛИ Сэ. Далее путем сравнения Ci. Со, Сэ определяют погрешность и, если она превышает допустимое значение, например 10%, то корректируют величину козффициента с. Таким образом, для идентичных металлов принимают const и далее переходят к определению ДКСсППИ для интересующих значений скорости резания, толщины срезаемого слоя, г-еометрии инструмента, твердости металлов. Пример. Определяют ДКСсППИ по предлагаемому способу при течении, например, бронзы Бр.Б2 по ГОСТу, которая широко используется для подшипников скольжения. Твердость бронзы в отожженном состоянии находится в пределах 110 215 кг/мм , в закалённом - 300 - 350 кг/мм. Рассмотрим, например, обработку этой бронзы НВ110 при точении твердосплавным резцом Т15К6, УР 10 на скорости 28.2 м/мин с толщиной срезаемого слоя ,244 MM. Согласно способу вначале производят измерение диаметра d отпечатка шарика прибора Бринелля. Измеренное для НВ 110 его значение 5,62 выражают через коэффициент ,81 мм. , Далее из диапазона 10 с е 10 с берут промежуточное значение , например 0,00142 м. Так как известная скорость резания ,2 м/мин и радиус ( мм) шарика прибора Бринелля, то коэффициент Sv 1,53 мм. подставляя Полученные коэффициенты в расчетные формулы (2) - (4), получают В-3,57; А-2,5; С-5,5. Значения В,А,С подставляются в формулы (1) и тогда длина пластического контакта равна ,923 мм. Следовательно, с учетом полученного значения Ci находят, что общая длина контакта по формуле (5) равна ,57 мм. После проведенного расчета Ci и Со определяют экспериментальное значение Сэ. Для зтого на том же образце детали из той

же бронзы БР, Б2(НВ110) прорезают несколько пазов и на токарном станке на скорости 28,2 м/мин, ,26 мм/об резцом Оф 10°) снимают стружку и определяют коэффициент усадки стружки, равный | 6. По формуле находят, что

Со-а 2,5.

Для общей длины контакта погрешность равна

о 2.57-2,5

100 3%.

2.57

Таким образом, из приведенного расчета вытекает, что предварительно принятое значение ,00142 с выбрано правильно, погрешность для Со составляет 3%.

В дальнейших расчетах величину е -0,00142 с принимают постоянной, независимо от принимаемых режимов резания, геометрии инструмента и твердости детали.

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я Способ определения длины контакта стружки при резании металлов, заключаю щийся в том что осуществляют резание заготовки при фиксированных параметрах резания, определяют длину Сэ контакта стружки, отличающийся тем. что. с целью снижения трудоемкости определения длины контакта стружки в широком диапазоне параметров резания для деталей идентичного материала, определяют твердость НВ материала заготовки по Бринеллю, выбирают значение коэффициента из

диапазона 10 с

: 10 с. определяют

теоретическую длину контакта стружки, имеющей вторичную зону деформации, с

передней поверхностью инструмента по зависимости

В ± В 2 - 4 АС

Ci

2А.

а

WB-2Vt9yp(S«-),

d - диаметр отпечатка при измерении твердости, мм;

УР - передний рабочий угол инструмента (+) при положительном, (-) при отрицательном, град:

1000 ,

Sv- R +

60

а - толщина срезаемого слоя, мм;

R - радиус шарика прибора Бринелля,

мм;

V - скорость резания, м,

мин; А г tg Уо + Sv

УР+ Sv

tg

- Sv

r2(SvСcos УР

затем определяют общую длину контакта стружки с передней поверхностью инструмента по формуле:

гУт CSv-Cif

30Svсравнивают значения Со и Сэ. определяют величину допустимой погрешности, в соответствии с которой корректируют значение , с учетом которого определяют длину контакта стружки для различных параметров резания по приведенной зависимости.

Изобретение относится к машиностроению,а именно к резанию металловна металлорежущих станках инструментами различного типа, и может быть использовано для определения длины контакта снаружи с передней поверхностыо инструмента (ДКСсППИ), которую применяют как параметр в расчетных формулах сил резания. Цель изобретения - снижение трудоемкости определения ДКСсППИ в широком диапазоне параметров резания для деталей из идентичных марок металлов, например, сталей. ДКСсППи рассчитывается по теоретической зависимости, исходными данными для которой являются толщина срезаемого слоя и геометрии инструмента.