Аналитическая оценка деформации простого сдвига

31. Процесс образования сливной стружки

Исследованиями установлено, что между срезаемым слоем и образовавшейся стружкой существует переходная зона. Схема, поясняющая процесс образования сливной стружки выглядит следующим образом.(рис. 4) Режущий клин через площадку контакта шириной С действует на срезаемый слой толщиной а с силой R (сила стружкообразования).

Зона I (0АВС0) - зона первичной деформации. 0А - нижняя граница, а 0В - верхняя граница этой зоны. Левее линии 0А находится недеформированные зерна металла срезаемого слоя. Правее линии. 0В - зерна металла, принадлежащие стружке. Зерно срезаемого слоя перемещается относительно инструмента со скоростью резания V, начинает деформироваться в точке F, а заканчивается в точке Q, где зерно приобретает

Рис. 4. Зоны первичной и вторичной деформации при превращении срезаемого слоя в сливную стружку.

скорость Vc равную скорости стружки.

В результате трения стружки о переднюю поверхность инструмента зерна металла, прилегающие к контактной поверхности продолжают деформироваться и после выхода из зоны первичной деформации. Так возникает зона II - зона вторичной деформацииD, которая по своей — ширине примерно равна 1/2 С. Толщина этой зоны 1 0,1а@с.

Х по линии 0Е, называемой плоскостью сдвига. При такой идеализации процесс образования стружки можно представить как процесс последовательных сдвигов тонких слоев материала вдольD (угол сдвига). Поэтому можно принять, что сдвиговые деформации происходят в тонком слое толщиной bСтепень деформации в этой зоне превосходит примерно в 20 раз среднюю деформцию стружки. В реальных условиях зона I (первичной деформации) имеет ограниченные размеры, границы которой приближаются к линии 0Е, наклоненной к поверхности резания под углом условной плоскости сдвига.

Плоскость сдвига разделяет области недеформированного металла и материала стружки. В результате пластического деформирования в стружке образуется характерная текстура в виде полос. Образование текстуры можно представить следующим образом. (рис.5.)

L. В результате деформации простого сдвига квадрат mnpq превратится в параллелограмм mnpDХ (толщиной сдвигаемого слоя). Пусть инструмент переместился из положения I в положение II на величину DСфероидальное зерно материала срезаемого слоя впишем в куб со стороной 1q1 - угол текстуры представляет собой угол наклона большой оси элипса к условной плоскости сдвига.y;

DВ прирезцовом слое стружки линии текстуры искривляются в сторону, обратную движению стружки. Это вызвано тормозящим действием, передней поверхностью инструмента. Чем больше сила трения, тем сильнее тормозится стружка и больше искривление линий текстуры и толщина слоя 1(рис. 6.)

33. Графическая схема и механика образования сливной стружки при единственной условной плоскости сдвига

На данном рисунке представлена схема превращения срезаемого слоя в стружку при единственной условной плоскости сдвига.

В срезаемом слое толщенной – а, выделим параллелограмм mnpq. Угол «бетта», под которым условная плоскость сдвига наклонена к поверхности резания, называют углом сдвига.

Пусть режущий инструмент перемещается из положения 1 в положение 2 пройдя при этом путь «дельта L». В итоге тока q окажется в токе q1, а точка р в точке р1. Таким образом параллелограмм mnpq, сдвигаясь вдоль основания mn, превратиться в параллелограмм mnp1q1.

При следующем перемещение инструмента данный процесс повторяется и т.д. Таким образом превращение срезаемого слоя в сливную стружку происходит в результате последовательных и непрерывных сдвигов весьма тонких слоев материала, по условной плоскости сдвига, без нарушения связи между сдвинутыми слоями т. е. без нарушения сплошности материала стружки.

34. Графическая схема и вывод аналитической зависимости для определения угла трения

Измерение силы резания

Наиболее часто силы резания определяют на основе непосредственного измерения с помощью специальных приборов. Существует большое количество таких приборов, называемых динамометрами. Деформации упругих элементов динамометра непосредственно или с использованием связанных с ними явлений служат основой для измерения сил резания. Независимо от конструкции динамометры состоят из следующих основных частей: 1) первичного измерительного преобразователя, воспринимающего нагрузку; 2) регистрирующего устройства; 3) вспомогательных звеньев, связывающих их друг с другом.

Динамометры подразделяются на гидравлические, механические, электрические.

Гидравлические динамометры в настоящее время не находят применения по причине большой инерционности рычажно-порш-невой системы, из-за чего показания отстают от быстропротекающих процессов и искажают картину изменения сил резания во времени и по величине, а также из-за малой чувствительности.

Рис. 7.1. Схема механическогодинамометра

Принцип работы механических динамометров (рис. 7.1) основан на том, что под действием сил резания на резец 9 резцедержатель 8 вследствие деформации упругих стенок 1 корпуса 6 перемещается. Эти перемещения через сухари 2 и ножки 4, 7 фиксируются индикаторами 3 и 5соответственно.

Механические динамометры просты по конструкции, но имеют те же недостатки, что и гидравлические, и поэтому получили ограниченное распространение.

Электрические динамометры являются наиболее чувствительными приборами, так как они мало инерционны и позволяют с помощью осциллографа производить запись быстропротекающих процессов за тысячные и стотысячные доли секунды. Такие динамометры преобразуют механическое воздействие сил резания в легко измеряемые электрические величины.

Электрические преобразователи подразделяются на емкостные, или конденсаторные; индуктивные; тензометрические.

В емкостных преобразователях (рис. 7.2) под действием силы резания перемещается упругая пластина конденсатора, изменяя воздушный зазор ∆h, а следовательно, и емкость конденсатора. Изменение емкости с помощью высокочастотного устройства приводит к колебанию силы тока, регистрируемой с помощью гальванометра или осциллографа.

И ндуктивные преобразователи (рис. 7.3) основаны на изменении индуктивности токонесущего контура, а следовательно, и силы тока в обмотке в зависимости от воздушного зазора ∆h между ферромагнитными телами. Изменение силы резания соответственно влияет на регистрируемый ток.

37. Графическая схема и вывод аналитической зависимости для определения коэффициента трения