Способ определения сил на контактных поверхностях режущего инструмента Советский патент 1982 года по МПК G01L5/16 B23B25/06 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛ НА КОНТАКТНЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ

РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к измерениям и испытаниям и может быть использовано при исследованиях распределения контактных нагрузок на режущих поверхностях инструмента.

Известные способы определения контактных нагрузок раздельно на передней и задней поверхностях не всегда технологически просто осуществимы и не обладают стабильностью измерений.

Известен способ измерения сил резания с помощью разрезного резца 1.

Существенным недостатком этого метода является большая техническая сложность в разделении резца на две независимые части так, чтобы одна из них воспринималатолько усилия на передней поверхности, а другая только на задней поверхности. Кроме того, высокие контактные давления на передней поверхности требуют тщательной припасовки составных частей резца. В противном случае металл затекает в образовавшуюся щель, что нарушает работу всего устройства и препятствует измерению фактически действующих сил.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является спо-.

соб экспериментального определения сил, действующих на задней поверхности, основанный на экстраполяции силовых зависимостей на нулевую толщину среза, заключающийся в определении составляющих силы резания при уменьшении толщины срезаемого слоя до определенной минимальной величины. После графической или математической

10 обработки полученных экспериментальных силовых зависимостей производится их экстраполяция на нулевое значение толщины среза f23.

15

Однако способ требует для получения достоверных экспериментальных данных контроля фаски износа по задней поверхности, так как ее изменение вызывает нарушение линейного характера

20 силовых зависимостей, что, в свою очередь, приводит к снижению результатов экстраполяции.

Кроме того, существенным недостатком метода экстраполяции силовых

25 зависимостей на нулевую толщину срезаемого слоя является невозможность его использования при наличии нароста или застойной зоны, что также снижает универсальность метода и его

30 точность. Целью изобретения является повышение точности за счет упрощения определения соса;авлягощих силы на задн пов.ерхности режущего инструмента. Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения си на контактных поверхностях режуЕ;его инструмента, включающему измерение составляющих силы резания при среза нии стружки с образца и определение результирующей по их сумме, предварительно в образце выполняют отверстия, измерение составляющих силы резания производят при резании спло ного материала образца и при пересе нии режущей кромкой отверстий, а по разности этих измерений определяют составляющие силы резания раздельно на передней и задней поверхностях р жущего инструмента. Кроме того,отверстия в образце заполняют материалом с пределом упругости, меньшим предела упругости материала .образца. На чертеже изображена схема осуществления способа. Способ осуществляе гсЛ следующим образом. Со специального образца 1, закрепленного в динамометре 2 -резцом 3 снимают стружку и производят измере ние составляющих силы резания. В об разце 1 на определенном расстоянии друг от друга и от наружной поверхности выполнены сквозные отверстия 4, заполненные материалом, имеющими очень малый по ОТНОШВЕТОЮ к материалу образца предел упругости (например, свинец, протакрил). режущая кромка резца выставляется по верхним границам отверстий (линии 0-0), При срезании с образца стружки динамометром 2 регистрируются возникающие при этом составляющие силы резания Р. и Р . При нахождении резца относительно образца в ,положений L составляющие силы резания Р и Pj будут образованы контактными нагрузками, возникающими на передней и задней поверхностях одновременно. При нахож дении резца в положении /Т задняя поверхность резца не испытывает воздействия со стороны образi ввиду малого предела упругости материала заполнителя прорези. Возникающая При этом сила резания будет определяться лишь силами, возникающими ва передней поверхности резца. Показа.ния динамометра при нахождении резца в положении IJ численно можно считать равными силами, действующим на передней поверхности. Разность в показаниях динамометра при нахождении резца в положениях I и i1 определит силы, действующие на задней поверхности. Поперечные размеры отверстий в образце выполняютсй такими, чтобы при нахождении резца над ними образующаяся стружка была результатом не деформаций изгиба, а деформаций сдвига. Численно ширина отверстий должна быть несколько больше, чем ширина контакта инструмента по задней поверхности с образцом. Предлагаемый способ прост в осуществлении, не требует применения специальных и сложных .устройств и приспособлений и повышения точности определения контактных нагрузок раздельно на рабочих поверхностях инструмента из-за отсутствия промежуточных звеньев (экстраполяция, дополнительные упругие элементы в разрезном резце и т.д.) как в математической обработке результатов измерений,так и в измерительной цепи. Кроме того, способ дает высокую стабильность результатов измерений, что обуславливает более высокую точность. Формула изобретения 1.Способ определения сил на кон тактных поверхностях режущего инструмента, включающий измерение составляющих силы резания при срезании стружки с образца и определение результирующей по их сумме, о т. л и- чающийся тем, что, с целью повышения точности за счет упрощения определения составляющих силы на задней поверхности режущего инструмента, предварительно в образце выполняют отверстия, измерение составляющих силы резания производят при резании сплошного материала образца и при пересечении режу11;ей кромкой отверстий, а по разности этих измерений определяют составляющие силы резания раздельно на передз;ней и задней поверхностяхрежущего инструмента. 2.Способ по П.1, отлича ющ и и с я тем, что отверстия в образце заполняют материалом с пределом упругости, меньшим предела упругости материала образца. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Зорев Н.Н, Вопросы механики процесса резания металлов. М., Машгиз, 1956, с,122-123, 2.Там же, с,110-114 (прототип).