Методы измерения сил резания

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛ РЕЗАНИЯ [c.92]

В этот период профессор Петербургского горного института И. А. Тиме положил начало науке о резании металлов в своем труде Сопротивление металла и дерева резанию . Он произвел первые исследования деформации стружки при резании, разработал методы измерения силы резания и предложил формулы для ее вычисления. [c.18]

Будучи простым, описанный метод измерения силы резания является весьма неточным. Причина этого в неопределенности коэффициентов полезного действия и Чтобы оценить их величину, нужно знать нагрузочные характеристики двигателя и станка, т. е. предварительно провести специальные и довольно трудоемкие испытания, что лишает метод мощности главного его преимущества — простоты. [c.11]

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ И РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Методы измерения силы резания. Общие вопросы динамометрии [c.101]

Для изучения современных процессов обработки металлов необходимо высокое качество измерительной аппаратуры. В результате использования ряда физических явлений в области оптики, электричества и магнетизма техника измерения сил резания за последнее время шагнула далеко вперед. Имеется большое количество специальных приборов самых разнообразных конструкций, различающихся как по методу измерения сил, так и по роду станков, на которых они устанавливаются. [c.92]

Иногда на практике пользуются и более простыми средствами для измерения сил резания — ваттметрами, регистрирующими расход энергии, потребляемой станками. Этот способ может дать приемлемые для производства результаты, если известен коэффициент полезного действия станка. Прежде прибегали к помощи тормозных устройств, относящихся к наиболее простым средствам определения силы резания и к. п. д. станка. Преимущество этого старого метода — в простоте устройства, не требующего специальной дорогостоящей аппаратуры. Недостатком его является неточность показаний, так как торможение шкива создает иные условия работы шпинделя, чем одностороннее давление резца на изделие. Кроме того, методом торможения определяется только величина касательной силы Р . [c.93]

В настоящее время наиболее распространен метод непосредственного измерения сил резания при помощи динамометров. Динамометры имеют три основные части датчики, воспринимающие нагрузку приемники, регистрирующие нагрузку органы связи, соединяющие датчики и приемники. [c.93]

При графическом методе данные экспериментов наносят на двойную логарифмическую сетку и по углу наклона прямой к оси абсцисс и отрезку, отсекаемому на оси ординат, находят степенную функцию. Например, требуется установить зависимость силы Р от глубины резания и подачи х при обработке данной стали. Для этого проводятся две серии опытов с измерением сил резания одна — при переменной глубине резання 1 и постоянной подаче 5, вторая — при переменной подаче 5 и постоянной глубине резания 1. Обе серии опытов проводят резцами одинаковой геометрии и при прочих одинаковых условиях. [c.61]

Переходим к механике режущего инструмента. В отношении изучения кинетостатики (силы резания) прежде всего необходимо обратить внимание на аналогичные методы измерения сил и моментов при точении, сверлении, фрезовании и шлифовании, поэтому вопросы динамометрии в значительной мере обобщены при рассмотрении операции точения. [c.504]

В книге дается описание методов и современных приборов для измерения сил и крутящих моментов при резании металлов. Рассматриваются вопросы конструирования и эксплуатации динамометров для измерения силы резания. [c.2]

В конце XIX века Тэйлор, а затем и некоторые другие исследователи применили для измерения силы резания способ торможения. Этот способ, как и метод уравновешивания, требовал громоздких устройств и, кроме того, позволял определять лишь крутящий момент на шпинделе станка и, следовательно, только одну главную составляющую силы резания. [c.4]

Описанный способ определения силы резания позволяет найти лишь ее главную составляющую Р либо крутящий момент и непригоден для измерения остальных величин. Это тоже его недостаток. Поэтому метод определения силы резания по затрачиваемой мощности можно рекомендовать только для очень приблизительных подсчетов. [c.11]

Метод упругой деформации применяется при измерении силы резания в различных вариантах, следствием чего является большое разнообразие применяемых динамометров. [c.13]

Косвенный метод основан на использовании датчиков для измерения сил резания и крутящих моментов, характеризующих состояние режущих инструментов. Типовые датчики — измерительное устройство силы резания с тензодатчиками (рис. 4.21, а), пьезоэлектрический датчик для измерения деформаций (рис. 4.21, б), магнитоупругий датчик для измерения деформаций (рис. 4.21, в), магнитоупругий трансформаторный датчик (рис. 4.21, г), магнитоупругий датчик для измерения крутящего момента (муфтового типа) (рис. 4.21, д), тензо-датчики для измерения крутящего момента (рис. 4.21, е), магнитоупругий датчик для измерения крутящего момента — для измерения магнитных свойств скручиваемого участка вала (рис. 4.21, ж), датчик для определения крутящего момента по силе тока двигателя привода (рис. 4.21, з). [c.197]

Для вычисления частотных характеристик упругой системы станка по измерениям, проводимым непосредственно при резании, целесообразно воспользоваться методами теории случайных процессов. При этом предполагается, что относительные колебания и сила резания представляют собой реализации стационарных случайных процессов, а упругая система станка линейна и ее параметры во времени не меняются. Использование методов теории случайных процессов применительно к нелинейным системам обеспечивает наилучшее линейное приближение для частотной характеристики [2]. [c.59]

Стойкость резцов при попутном точении выше, чем при обычной токарной обработке. Это объясняется целым рядом факторов меньшими силами резания Р (на 25—40%), меньшим налипанием на резец, благоприятной трансформацией углов и главное кратковременным участием резца в работе (порядка десятых долей секунды). Вследствие кратковременной работы резца твердый сплав имеет малые тепловые деформации и структурные изменения. Измерение температуры резца методом естественной термопары при попутном точении детали из стали 10 при режимах v = [c.195]

Измеренное значение коэффициента трения при резании металла включает компоненту трения на задней поверхности, что необходимо учитывать при подсчете силы трения на передней поверхности. Одним из путей определения этой компоненты является метод экстраполяции зависимости силы резания от глубины резания при уменьшении глубины до нуля. Сила резания при этом предполагается равной силе трения на задней поверхности. [c.55]

Прежде чем рассматривать влияние угла сдвига, направления действия силы трения и схода стружки, будут приведены методы измерения этих величин при резании металла, рассмотрены соотношения для оценки напряжений, деформаций, скоростей деформаций и трения. [c.68]

Малая инерционность применяемого метода измерения, необходимая в той или иной степени в зависимости от поставленных задач. Например, для расчета мощности достаточно иметь средние значения сил резания и скорости, в этом случае могут быть пригодны приборы, обладающие большей или меньшей степенью инерции. И наоборот, для определения напряжений в станках, инструментах, приспособлениях требуется знать максимальную нагрузку и картину изменения ее во времени, когда необходимы практически безынерционные приборы. [c.93]

Методы, использующие процесс резания, основаны на непосредственном измерении влияния СОТС на характеристики процесса резания - силы резания, температуру и др. Эти методы требуют большого расхода обрабатываемого материала, СОТС и времени, однако позволяют точно определять свойства СОТС для конкретных условий обработки. Поэтому их надо применять при определении технологических условий применения СОТС на производстве. [c.470]

Статический метод заключается в постепенном нагружении узлов станка силами, воспроизводящими действие силы резания с одновременным измерением возникающих при этом деформаций (перемещений). [c.78]

Особые преимущества имеет данный метод при настройке токарных многорезцовых станков. Необходимое положение резцов в радиальном и осевом направлениях определяется доведением их режущих кромок до соприкасания с соответствующими поверхностями эталона. Последний выполняется в виде обрабатываемой детали и устанавливается на центра станка. Размеры эталона должны выполняться с учетом упругих отжимов узлов станка (суппорта, передней и задней бабок) под влиянием сил резания, зазоров в подшипниках шпинделя, а также высоты микронеровностей на обрабатываемой поверхности. Последнее соображение учитывается в связи с тем, что установка резца производится по дну впадин, а измерение выполняемого размера — по вершинам гребешков. Суммарное влияние перечисленных факторов можно учесть, вводя необходимую поправку к настроечному размеру. Последнюю проще определить опытным путем, производя обработку нескольких пробных деталей. [c.250]

Необходимость учета потерь на трение в скользящих или вращающихся звеньях станка является органическим недостатком метода уравновешивания. В чистом виде он пригоден лишь для измерения крутящего момента при обработке отверстий. Применение этого способа для определения силы резания или момента при точении, фрезеровании, строгании не оправдывается из-за низкой точности измерения. Наглядный тому пример экспериментальная установка Тиме, измерявшего силу резания при строгании [1]. [c.8]

Необходимо также отметить, что одновременное измерение двух или трех составляющих силы резания осуществить с помощью описанного метода невозможно из-за неизбежных при этом искажений отпечатков ведь происходит одновременное перемещение резцедержателя в трех направлениях. П. Е. Дьяченко предлагает определять их последовательно, дублируя опыты. Это неудобно да и, по существу, лишает трехкомпонентный динамометр его основных достоинств. Более целесообразно использовать метод пластической деформации образца в однокомпонентном динамометре, [c.12]

Кривая 1 (рис. 12.13) выражает типичную зависимость изменения температуры на лезвии резца от времени его работы (измерение методом естественной термопары). Температура на лезвии достигает максимального значения 0 i в самом начале резания. Затем на протяжении некоторого времени она медленно убывает до некоторого значения 9 2 Далее температура снова медленно начинает возрастать в связи с увеличением работы сил трения на изношенных поверхностях лезвия. По той же зависимости изменяется температура в средней части корпуса резца (кривая 2 на рйс. 12.13). [c.176]

Температура резания определялась методом естественной термопары обрабатываемый материал — инструмент , основанном на измерении осредненной термоэлектродвижущей силы. [c.19]

Температурный метод. Несколько резцов доводят до полного затупления при определенном сечении стружки и разных скоростях резания и устанавливают зависимость Т = / (у). Одновременно измеряют электродвижущую силу тер-мотока в милливольтах (мв), возникающего в процессе резания. По результатам измерении строят в двойной логарифмической сетке графики зависимости (мв) = / (Г) и (мв) = [ (и). [c.35]

Методы измерения сил резания, применяемые при точении, пригодны и для случая фрезерования. В последнее время большое развитие получили электрические динамометры, построенные на различных принципах (емкостном, индукционном, тензомет-рическом и др.). [c.333]

Метод уравновешивания был применен к измерению силы резания первым экспериментатором в области резания металлов французским инженером Кокиля [11. Исследовался процесс сйер-ления при неподвижном сверле и вращающейся детали (опыты производились на токарном станке). Задняя бабка с инструментом перемещалась с помощью груза, который являлся, таким образом, мерой силы подачи. Одновременно посредством рычага, жестко связанного со сверлом и нагруженного на конце, уравновешивался крутящий момент на сверле. Это обеспечивало высокую точность определения крутящего момента принцип сравнения двух сил при ускорении, равном нулю, здесь выдержан почти идеально, так как трение сверла о задний центр было очень мало. Ошибки в измерении силы подачи, напротив, могли быть значительны из-за неучтенного трения задней бабки о направляющие станины. [c.8]

Наиболее перспективными [26] методами косвенной оценки величины износа инструмента являются методы, основанные на измерении составляющих силы резания в процессе обработки деталей. Эти методы применимы для станков ГПС, так как на них одновременно работают. 1—2 инструмента. Для измерения сил резания используют либо пьезоэлектрические динамометры, либо тензометричес-кие датчики, устанавливаемые в шпинделе станка. Тензометрический датчик (рис. 4.8, в) состоит из наружной 6 и внутренней 7 втулок, соединенных с помощью электронно-лучевой сварки. Между втулками имеется вакуумная полость 5. На внутренней втулке наклеены тензо-метрические датчики 5, концы которых через керамический изолятор 2 подсоединены к кабелю I. Во внутренней втулке предусмотрены посадочные места 4 для подшипников шпинделя станка. Под действием усилия резания внутренняя втулка и тензометрические датчики деформируют- [c.298]

Показана возможность определения частотных характеристик упругой системы станков при прерывистом резании по результатам измерения и анализа относительных колебаний инструмента и заготовки, а также изменения силы резания. Для получения частотных характеристик без искусственного возбуждения системы предложено использовать методы теории случайных процессов. Дана оценка точности получаемых частотных характеристик одноконтурной системы. Ил. 1, библ. 2 назв. [c.163]

Мерчантом выполнены эксперименты по определению сил резания, угла сдвига, коэффициента трения и касательных напряжений при резании металла. Он обнаружил, что экспериментальные значения параметров несколько отличаются от вычисленных. Прежде чем обсуждать причины этих расхождений, рассмотрим экспериментальные методы измерения переменных параметров. [c.34]

История возникновения и развития режущих инструментов неотделима от всей материальной культуры общества. Русский исследователь И. А, Тиме в 1868-1869 гг. первый в мире исс.тедовал процессы резания и отделения стружки. Он в своем труде (опубликованном в 1870 г.) Сопротивление металлов и дерева резанию дал классификацию стружек, определил направление плоскостей скалывания (сдвига). Русский ученый К. А. Зворыкин создал гидравлический динамометр, дал схему сил, действующих на резец, расчетом определил положение плоскостей скалывания. В 1912—1915 гг. Я. Г. Усачев провел большие исследования физической стороны процесса резания металлов, установил явление наклепа, разработал метод измерения температуры резца, создал теорию образования нароста. А. Н. Челюсткин и другие русские ученые продолжили эти исследования. Большие экспериментальные работы по процессу резания металлов провел Фредерик Тейлор, который установил обобщенную эмпирическую зависимость стойкости резца от скорости резания и создал систему научного подхода к организации труда. [c.3]

Калориметрическим методом пользовался в 1912—1914 гг. Я. Г. Усачев, определяя количество теплоты в стружке и ее температуру, для чего стружка собиралась в калориметр. Зная вес стружки, вес воды в калориметре, темплоемкость и перепад температур в калориметре в связи с попаданием туда стружки, можно определить количество теплоты в стружке и ее среднюю температуру. Общее количество теплоты, возникающее в процессе резания, Я. Г. Усачев подсчитывал по количеству затраченной работы, применив для измерения силы Р оригинальный динамометр. [c.129]

Исследования показали, что чем дальше от зоны образования размера детали располагается источник информации, тем при всех прочих равных условиях информация попадает в САУ с большим опозданием. Поэтому во многих случаях приходится использовать косвенные мётодь], измерения, позволяющие с той или иной степенью приближения судить об изменениях размера детали, получаемого в процессе обработки. Одним из таких методов является измерение упругих деформаций динамометрического устройства (рис. 17), несущего резец. Левая часть 1 устройства, несущая резец 2, может упруго поворачиваться относительно расчетной точки О под влиянием трех составляющих Рг, Ру, Рх силы резания. Благодаря различной длине плеч 1у1, 1х удельное влияние изменений каждой из составляющих силы резания приводит к перемещению регулируемого упора 3. Величина перемещения измеряется индуктивным датчиком 4, передающим информацию в сравнивающее устройство. Динамометрическое устройство рассчитывают таким образом (величина Плеч, жесткость и соответствующие повороты плеч), чтобы в определенном диапазоне изменения силы резания, как вектора, отражать реакцию (упругие перемещения) системы СПИД на эти изменения. [c.32]

Система адаптивного управления для тбкарно-копировальнбго станка 1Б-732. Токарный гидрокопировальный станок 15-732 предназначен главным образом для тяжелых токарных работ. На нем могут обрабатываться в центрах методом копирования ступенчатые валы диаметром до 320 мм и длиной до 2000 мм, различные гильзы, трубы и другие детали типа тел вращения. Станок оснащен основным копировальным суппортом, с помощью которого производится обточка детали по контуру, и одним или двумя подрезными суппортами, предназначенными для подрезания канавок. Копировальный суппорт станка имеет программное устройство, обеспечивающее возможность многопроходной обработки ступенчатых валов в автоматическом цикле. При этом частота вращения шпинделя и величина продольной подачи суппорта могут автоматически дискретно меняться. В условиях тяжелых токарных работ, производимых на станке 1Б-732, когда составляющая Рг значительно превышает Ру и Рх, в качестве регулируемой величины для управления упругими перемещениями может быть выбрана главная (тангенциальная) составляющая силы резания Рг, определяемая путем измерения потребляемой мощности. Эффективная мощность резания [c.590]

Изучение резания древесины, зависит от развития средств измерения величин, характеризующих механические и физико-йеханические процессы, протекающие при действии резца на древесину на малых участках (в точке) в широких пределах изменения скорости резания. И. А. Тиме рассматривал резание при малой его скорости невооруженным глазом, измерял силу резания навешиванием грузов на плечо рычага. Значительное развитие методы и средства исследования резания (металлов) получили в работе Я. Г. Усачева [10]. Он изучал резание при промышленных скоростях, фотографируя через микроскоп [c.9]

Непрерывный рост требований к точности определения силы резания, а также к удобству и быстроте ее измерения вызвал совершенствование предназначенных для этого измерительных средств. Так, например. Кокиля при сверлении (1848 г.), а впоследствии Тиме при строгании (1870 г.) измеряли силу резания, уравновешивая ее грузом, т. е. пользовались методом неудобным и непригодньш, без потери точности, для больших нагрузок. [c.4]

Метод торможения сводится к измерению крутяш,его момента на враш ающемся валу (шпинделе) и потому может быть применен только для определения главной составляющей силы резания. Измерение момента производят в два приема. Сначала производят само резание, регистрируя при этом с помощью электрического прибора величину мощности или тока, потребляемых из сети двигателем станка. Затем на шпинделе вместо обрабатьгеаемой детали закрепляется тормоз с силоизмерительным устройством. Не меняя скорости вращения шпинделя, тормоз нагружают до тех пор, пока амперметр (ваттметр), включенный в цепь питания двигателя, не станет показывать то же, что он показывал при резании. После этого по отсчету силоизмерителя вычисляют крутящий момент при торможении и, приравнивая его к действующему моменту в процессе резания, находят величину силы резания. [c.9]

Практика обработки поверхностей со значительным перепадом диаметров показала, что регулирование температуры процесса необходимо как при схеме А, так и при схеме Б. Удобнее всего это делать путем регулирования силы тока плазменной дуги. Возможны два вида регулирования силы тока по заданной программе и через систему обратной связи. В силу ряда трудностей, связанных с погрешностями измерения температур резания в цеховых условиях при обработке заготовок с плазменным подогревом, способ автоматического управления параметрами дуги методом обратной связи пока не применяется. Более удобным является программное управление. В качестве примера на рис. 76 приведена функциональная схема устройства для программного управления силой тока дуги, разработанного в ТПИ и использованного в ПО Азотреммаш при ПМО торцовых поверхностей дисков из коррозионно-стойких сталей. Сила тока дуги плазмотрона, обозначенного на схеме буквой Я, изменяется дискретно в функции времени. Для этого в цепь управления током источника питания ИП вводятся последовательно сопротивления Я1..Д20 (блок 1) при разомкнутых контактах К1—К20, соответствующих реле блока 5. Включение упомянутых реле осуществляется шаговым искателем К (блок 4) через заданные интервалы, для чего в схеме устройства программного управления предусмотрено реле времени КТ (блок 6). Темп изменения силы тока во времени задается величиной сопротивления одного из резисторов Я21..Я29 (блок 3). Для контроля за выполнением программы и настройки интервала переключения ступеней по времени служат сигнальные лампы Н1...Н20 (блок 2). Блок 7 осуществляет питание схемы устройства программного управления. Величина сопротивления каждого из резисторов Н1..Я20 выбиралась таким образом, чтобы при переключении схемы со ступени на ступень относительное изменение силы тока А1/1 (/ — на- [c.140]

Начало научного исследования микрогеометрии обработанной поверхности положено профессором В. Л. Чернышевым, при содействии которого в 1893 г. на Тульском оружейном заводе проводились измерения размеров и шероховатости обработанных поверхностей. В то же время профессор К. А. Зворыкин изложил оригинальную теорию процесса резания, впервые применил гидравлический динамометр для определения сил резания. В 1912 г. Я. Г. Усачев более подробно исследовал явления, происходящие при резании металлов. Его особой заслугой является применение металлографии для исследования процессов резания и разработка метода определения температуры рабочей части резца с помощью термопары. [c.125]

К этой же группе систем относятся станки с адаптивным управлением, у которых производится автоматическое регулирование подачи столов и суппортов, например, из условия сохранения постоянным усилия резания или величины упругой деформации системы (метод проф. Б. С Балакшина [174]) автоматическая виброзащита машин путем измерения вибраций и создания антивибраций, обратных по фазе система автоматического уравновешивания узла шпинделя и детали для ликвидации вредного влияния дисбаланса заготовки функциональная разгрузка направляющих, учитдлвающая переменность сил трения [137] автоматическая непрерывная коррекция кинематических цепей зуборезных и других станков, исключающая влияние погрешностей изготовления эле- [c.461]

Измерение температуры методом составного ножа. Две твердосплавные пластинки (из сплавов ВК8—Т15К6) имеют небольшой контакт по режущей кромке. Под воздействием температуры резания между электродами возбуждается термоэлектродвижущая сила, величину которой можно измерить при помощи милливольтметра. Преимущество этого метода— возможность непосредственного измерения температуры в зоне резания. К недостаткам следует отнести нестабильность показаний регистрируемой температуры при незначительном изменении площэди контакта во время работы [c.24]

Технологический процесс разрабатывают поэтапно. На первом этапе для обработки каждой поверхности выбирают соответствующий метод и определяют необходимое число переходов в зависимости от -л ребуемых точности и качества поверхности. Эту информацию используют для определения необходимых силы и мощности на резание. Затем устанавливают последовательность всех переходов с учетом требования минимальности числа измерений положения заготовки. На этом этапе принимают решения о целесообразности выполнения некоторых операций на другой линии. В технологическом процессе следует предусматривать переходы для контроля и очистки заготовки от стружки. При обработке точных поверхностей между черновыми и чистовыми операциями целесообразно осуществлять операции по обработке других поверхностей. Благодаря такой последовательности операций заготовка успевает остынуть после черновой обработки перед чистовой. [c.263]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...