Устройство для измерения составляющих силы резания

Устройство для измерения составляющих силы резания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

t

1.Е

01> 591727

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ

Ches Соевтених

Социалистицесних

Раснублин (6!) Дополнительное и авт. сеид-ву (22) Заявлено 05.03.76(23) 2331039/18-10 с присоединением заявки Ph (23) Приоритет (43) Опубликовано05.02.78.Бюллетень №5 (4б) Дата опубликования опнсания20.01.78, (53) М. Кл

G 01 4 5/16

Гавударатаеяямя яаиятет

Сааата Мяяяетраа CND аа девам яэоервтвеа а аткритяя (53} УД3(531.781 (088.8) (72) Автор изобретения

В. Т. Токарев

Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. А. Н. Туполева. (7)) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯЮШИХ

СИЛЫ РЕЗАНИЯ

3 .2

Изобретение относится.к. области силоиз- Цель изобретения - повышение чувстви» мерительной техники :.и может быть использо- тельности и точности измерения. вано для измерения нормальных и касателт . Указанная пель достигаетси тем, что в иых составляющих силы резания, действую- предлагаемом устройстве для измерения ших на резеп, à такэКе закона их распреде- составляющих силы резания, содержашем пения на--его гранях. корпус, на котором смонтированы разрезной

Ийы устройства для измерения соб- реэеп с режу ими пластинами. com gmca тавляюших силы резания, одержашие корпус, щимися по линии-,разьема и закрепленлюльки установленные на упругих эдемен- ными на упругих элементах, и силоизмери 1 та" ограничи"юших их п ремеше е. и 30 т льные элементы с HameeHH Hà них связанные с датчиками, и резец, разделен тензодатчиками для измерения нормальных ный на две самостоятельные части, закрете и касательных силы резания, подключенными ляемые на люльках, не обеспечивают через усилитель к регистратору, упругие требуемую чувствительность и точность элементы выполнены в виде. жестко прикреп измерений (1), (2), f33. тк ленных к корпусу верхней и нижней консольНаиболее близким потехническойсущнос,- ных планок, в свободных копнах которых ти к предлагаемому является устройство для :выполнена расточка, а в расточке установиэмерения составляющих силы резания, со .лен силоиэмерительный элемент с тензодержашее корпус, на котором смонтированы датчиками для измерения нормальных силы разрезной резец с режущими пластинами, >й резания, причем верхняя консольная планка люлька, силоиэмерительные элементы, . выполнена с жесткостью в направлении упругий элемент, выполненный в виде рамы вертикальной оси, в два раза большей, чем и вертикальной стойки, и индикатор (y) нижняя планка.

Однако оно также не обеспечивает требуе- . На фиг. 1 изображено устройство для мую чувствительность и точность измерений., измерения составлякицих силы резаниях вид

591727

Р Ксана + Fsinp + F а горизонтальная составляющая силы Q 50 резания (см. фиг. 5) равна:

55 где:

3 сбоку на фиг. 2 - то же, вид сверху на фиг.З-сечениеА-Афиг.1;на фиг.4-система сил, учитываемых при измерении нормальной составляющей силы Р резания; на фиг. 5система сил, . учитываемых при измерении составляющей- силы Р> резания.

Устройство содержит корпус 1 с двумя .жестко связанными заодно с ним упругими элементами, выполненными в виде верхней и нижней консольных планок 2 и 3, на ко- щ торых закреплены режущие пластины 4 и 5 соприкасающиеся по линии разъема 6, и образующие разрезной резец 7, и силоизмерительные элементы 8 и 9 с наклеенными на них тензодатчиками 10 и 11 для измере-15 ния нормальных и касательных силы Р и Р резания, подключенными через усилитель к регистратору (на чертеже не показаны). Силоизмерительный элемент 8 с наклеенными на него тензодатчиками 10 для 20 измерения нормальных силы Р резания с г

/ помощью штифта 12 установлей вертикально (по оси g ) в расточке 13 верхней и нижней планок 2 и 3. Силоизмерительный элемент 9, упирающийся в верхнюю планку

2, с наклеенными на него тензодатчиками

11 для измерения касательных силы Ри резания установлен в корпусе 1 оси ц

Верхняя планка 2 выполнена по жесткости в направлении вертикальной оси, в два раза большей, чем нижняя планка 3.

Устройство с помощью двух отверстий

14 крепится к державке (на чертеже не показана), которая устанавливается в резце- держателе станка (на чертеже не показан).

35 Определение составляющих усилия резания с помощью устройства производится на основании нижеследующих аналитических зависимостей.

В условиях свободного резания на резец действует плоская система сил. Когда на активном участке контакта задней грани резца с изделием задний угол 0С практически равен нулю (с4. =О), вертикальная сос45 тавляюшая силы Рд резания равна:

Р„асов — Мэ1щ + N р

К - нормальная силы, действующая на передней грани; — касательная силы, действующая на передней грани;

- касательная силы, действукнцая

5 на задней грани;

g — нормальная силы действующая

4 на задней грани;

- передний угол режущей части.

Решив указанные уравнения относительно неизвестных М и %, получим:

Р»- УД eosg -(P>- N<)s ag к т =(Р -Г )а1я +(Р„-М,асов

Силы Р», Рч, И и У1: определяются с помощью устройства экспериментально.

Для этого на заготовке вытачивается ряд кольцевых прямоугольных выступов ширин ной 6. о

Для измерения составляющих усилия резания режущую часть устройства сна- чала затачивают по условию8а Ф A (здесь С вЂ” ширина фаскн на пластине

4 по передней грани, а Еи — длина контакта стружки с передней гюанью, определяемая заранее опытным4 путем). Проводится

/ первое измерение. Прн этом стружка, опираясь только на режущую пластину 5 и планку 3, благодаря разъему 6, отжимает нх вниз. Вследствие жесткости планки 2 в силоизмерительном элементе 8 возникают напряжения растяжения, которые передаются юензодатчику 10. Так определяется вертикальная, составляющая силы P резаХ ния.

Выделение и замер касательной силы F осуществляется по известной методике. Согласно этой методике, при установившемся резании производится быстрое выключение подачи. При этом срезаемый слой снимается до нуля, но устройство не разгружается полностью, так как остается касательная силы F, которая фиксируется тензодатчиком 10.

Вследствие того, что вертикальная составляющая Р примерно в 1,4 раза больше горизонтальной составляющей Р, величина упругой деформации системы по оси во столько же раз больше, чем по оси у, и поэтому воздействия на пластину 4 со стороны пластины 5 не будет. Кроме того, этому способствует значительная жесткость нижней планки 3 с пластиной 5 в направлении оси у . Вследствие этого в датчике

11 сигнала не будет.

После первого измерения режущая часть стачивается по задней грани 1 5 íà а и при втором опыте часть контакта стружки с передней гранью переходит на пластину 4.

Это приводит к перераспределению нагрузки на пластинах 4 и 5, т.е, к снижению напря» жений в силоизмерительном элементе 8 и появлению касательных составляющих на.591 727

8 планке 2, что будет зафиксировано силоизмерительным элементом 9.

Проведя ряд опытов с постоянно умень шающейся фаской 3 на величину а,с, получим ряд значений нормальной силы К и касательной силы F.

Нормальная составляющая на задней грани резца будет выделена и определена по той же методике, что и Fy „когда резец будет заточен так, -чтобы f, была 10 большевик (где 3 — ширина фаски íà wao1 тине 4 по задней грани, к — длина

1 контакта изделия с задней гранью резца, определяемая заранее опытным путем).

Использование устройства позволяет повысить чувствительность и точность измерения. Кроме того, сокращается время его наладки, так как не требуется регулировка зазора между режущими пластинами, а отсутствие зазора между ними обеспечивает по- 2п лучение более точных эпюр распределения нормальных и касательных напряжений на гранах резпа.

Формула изоб ретения

Устройство для измерения составляющих силы резания, содержащее корпус, на котороьР смонтированы разрезной резец с режущими пластинами, соприкасающимися по линии разъема и закрепленными на упругих элементах, и силоизмерительные элементы с наклеенными на них тенэодатчиками для измерения нормальных и касательных сил резания, подключенными через усилитель к регистратору, о т л и ч а ю щ е е с я

l тем, что, с пелью повышения чувствительности и точности измерения, упругие элементы в нем выполнены в виде жестко прикрепленных к .корпусу верхней и нижней консольных планок, в свободных концах которых выполнена раеточка, в последней установлен силоизмарительный элемент с тенэодатчиками для измерения нормальных сил резания, причем верхняя-консольная планка выполнена с жесткостью в направлении вертикальной оси, в два раза большей, чем нижняя планка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 221363, кл. 6 01 1. 5/16, 24.04.67.

2. Авторское свидетельство СССР № 258677, кл. G- 01 4 1/04, 21.10.68.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 363878, кл. G-01 1» 5/16, 08.09.66.

4. Авторское свидетельство СССР

% 448940, кл„б-01 Q 1/04, 18.04.73, 591727

Риг, Х

Составитель М. Базовкин

Редактор Н. Петрова Техред . -у Чужик орректоР А. Власенко

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 57g/35 ТиРаж 831 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьггий

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