Способ испытания изделий на усталостное разрушение

Способ испытания изделий на усталостное разрушение

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области механических испытаний изделий, а именно к способам испытаний изделий на усталостное разрушение, и может быть использовано при определении усталостной прочности и ресурса режущего инструмента. Цель изобретения - повышение достоверности испытаний режущего инструмента за счет приближения условий испы таний к реальным , что обеспечивается распределением нагрузок на переднюю и заднюю грани резца аналогично нагрузкам, действующим в процессе резания, для чего нагрузку к инструменту прикладьшают через промежуточный элемент меньшей твердости по сравнению с испытуемым материалом резца. Промежуточньй элемент располагают под углом к передней грани инструмента, величину угла выбирают соответственно углу наклона режущей кромки при резании . 1 ил. с S (Л со о со 00 00 а

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111

6 А1 (51)4 С 01 И 3/32//G 01 М 3/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ - 13, : (21) 3937295/25-28 (22) 01.08.85 (46) 15.04.87. Бюл. N -14 (71) Институт сверхтвердых материалов АН УССР (72) Г.И. Чеповецкий, С.И. Диденко и В.Я. Рыбак (53) 620.178.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1019283, кл. G 01 И 3/38, 1983. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЙ НА YCTAJI0CTH0E РАЗРУШЕНИЕ (57) Изобретение относится к области механических испытаний изделий, а именно к способам испытаний изделий на усталостное разрушение, и может быть использовано при определении усталостной прочности и ресурса режущего инструмента. Цель изобретения — повышение достоверности испьгтаний режущего инструмента за счет приближения условий испытаний к реальным, что обеспечивается распреде( лением нагрузок на переднюю и заднюю грани резца аналогично нагрузкам, действующим в процессе резания, для чего нагрузку к инструменту прикладывают через промежуточный элемент меньшей твердости по сравнению с испытуемым материалом резца. Промежуточный элемент располагают под углом к передней грани инструмента, величину угла выбирают соответственно углу наклона режущей кромки при резании. 1 ил.

1303886

Изобретение относится к механическим испытаниям изделий, а именно к способам испытаний иэделий на усталостное разрушение, и может быть использовано при определении уста- 5 лостной прочности и ресурса режущего инструмента.

Цель изобретения — повышение достоверности испытаний режущего инструмента за счет приближения условий испытаний к реальным (к процессу резания).

На чертеже изображена схема реализации способа.

При проведении испытаний инструмента на усталостных машинах к образцу прикладывается усилие, соответствующее равнодействующей сил резания. Эта нагрузка контролируется при усталостных испытаниях. Величина ее фактически и определяет напряженное состояние режущего элемента, приводящее его к разрушению, так как прочность инструмента опре25 деляется как прочность конструкции режущего элемента, Однако нагрузка в режущем элементе приложена в виде распределенной нагрузки на передней и задней гранях инструмента, поэтому напряжения в зоне контакта срав30 нительно навелики (B зоне контакта обычно происходят лишь явления, связанные с трением и износом), разрушение происходит в законтактной зоне и начинается в области максимальных 35 растягивающих напряжений на передней грани. Для воспроизведения реальной картины нагружения инструмента равнодействующую сил резания необходимо приложить в виде распрецеленных нагрузок на передней и задней гранях резца (в районе режущей кромки). Это возможно осуществить внедрением режущего элемента в плоскость, Для внедрения необходимо; чтобы материал промежуточного элемента, передающего нагрузку, был выполнен из менее твердого материала, чем резец. А также для обеспечения распределения нагрузки по площадкам передней и задней грани плоскость, контактирующая с резцом, должна быть наклонена относительно передней грани резца. Изменением угла наклона возможно осуществление перераспределения нагрузок для учета специфики работы того или иного режущего инструмента. При отсутствии наклона между передней гранью и контактирующей поверхностью передача нагрузки будет осуществляться через переднюю грань резца, что существенно исказит напряженно-деформированное состояние инструмента.

Способ осуществляется следующим образом.

Режущий элемент укрепляется в захватах усталостной машины. Крепление режущего элемента должно быть аналогично его креплению в инструменте при эксплуатации. К режущей кромке через цепь силонагружения усталостной машины и промежуточный элемент прикладывается циклическое усилие. Промежуточный элемент контактирует с режущей кромкой инструмента своей наклонной по отношению к передней грани режущего элемента поверхностью. Сила прикладывается таким образом, что ось направления приложения нагрузки проходит через вершину режущей кромки.

Пример реализации способа.

Рассмотрим конкретный пример испытания твердосплавного зуба (материал зуба сплав Т15K6) сборной червячной фрезы (модуль зуба m = 2,5), предназначенной для обработки вилки рулевого управления автомобиля (материал обрабатываемой детали сталь 35).

Твердосплавный зуб 1 (твердость материала HRC 73-75) закрепляют в захвате-опоре 2 при помощи винтов 3, Опору 2 с зубом 1 устанавливают на месте расположения опор, воспринимающих нагрузку 4, усталостной машины.

Промежуточный элемент 5 выполнен в виде цилиндра, усеченного под углом к его центральной оси. Материал для промежуточного элемента 5 был выбран сталь 20Х (твердость HRC 60-63) ° Угол между передней гранью режущего элемента 1 и наклонной поверх- ностью промежуточного элемента 5 соо

:ставил 30, что соответствует углу наклона режущей кромки при резании, Такое значение угла позволяет при наших испытаниях распределить нагрузку по передней и задней грани резца аналогично этому распределению при эксплуатации (составляющие сил резания Р и F> соотносятся друг к другу, как 4:1 при результирующей, замеренной при зубонарезании на вышеуказанной детали Р = 255 кг). Угол между осью направления приложения

13038

Составитель О. Губерниева

Редактор А.Долинич Техред И.Попович Корректор A.Çèìoêoñoâ

Заказ 1299/42

Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5!

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нагрузки P = F и передней гранью

0 резца 1 составляет 104, что соответствует углу приложения равнодействующей при реальном резании. Ось направления действия вектора нагрузки P проходит через вершину режущей кромки резца А. Зуб фрезы закреплен консольно (расстояние от вершины зуба до опоры со стороны основания зуба равно 2 мм), что соответствует реаль- 10 ной конструкции фрезы. Промежуточный элемент крепится к узлу силонагружения машины посредством резьбы.

При приложении повторно-перемен- 15 ной нагрузки эуб внедряется в промежуточный элемент и нагрузка перераспределяется по площадкам контакта.

При помощи силоизмерительного устройства и счетчика циклов машины контро-20

86 4 лируют нагрузку и долговечность изделия.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ испытания изделий на усталостное разрушение, заключающийся в том, что прикладывают к изделию повторно-переменную нагрузку и регистрируют число циклов нагружения до разрушения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения достоверности испытаний режущего инструмента, нагрузку прикладывают к передней грани инструмента через промежутОчный элемент; который выполняют из материала с меньшей твердостью, чем материал инструмента, и располалают таким образом, что его ось составляет с передней гранью инструмента угол, равный углу наклона режущей кромки при резании.