Спосіб визначення напруг у різальному клині інструмента

Спосіб визначення напруг у різальному клині інструмента, що базується на дослідженні напруг за допомогою поляризаційно-оптичного проміння, який відрізняється тим, що полірують бокову поверхню робочої частини інструмента, виготовленої із інструментальної сталі, наклеюють на бокову поверхню пластину із епоксидної смоли, ведуть різання реального конструкційного матеріалу, направляють по черзі промінь монохроматичного і білого світла на деформовані під дією сили різання інструмент і пластину, фіксують картини смуг та ізопахік, які виникли при проходженні променя через пластину, визначають по картинах смуг залишок головних напруг s1 - s 2 = s01 × n1 , по картинах Корисна модель відноситься до області дослідження напруг, які виникають у різальному клині інструмента під час механічної обробки деталей виробів різанням. В якості аналогу прийнятий спосіб визначення напруг у різальному клині інструмента із використанням оптичних методів дослідження: [1. Э. Кокер, Л. Файлон "Оптический метод исследования напряжений", ОНТИ, 1936. 2. М. Ф. Полетика, М. Х. Утешев "Исследование процесса резания поляризационно-оптическим методом". Известия Томского политехнического института, т. 114, 1964г. 3. A. M. Розенберг "Экспериментальное исследование напряжений на контактной поверхности". Резание металлов и инструмент, Машиностроение, 1964г. 4. Chandrasekaran H., Kapoor D. V. "Анализ напряжений на контактной поверхности инструмента методом поляризации". ЭИ "Режущие инструменты", №13, 1966г. 5. Primus I. F. "Распределение напряжений в площадке контакта резец-стружка при точении алюминия, твердого свинца и цинка" ЭИ "Режущие инструменты", №26, 1969г.] і інші. Інструмент (різець) у всіх випадках виготовлявся з оптичного матеріалу (оптичного скла або епоксидної смоли). Різальної частині інструменту надавалася визначена геометрія загострення. Інструмен том різали м'які матеріали типу алюміній, цинк або свинець. При різанні через інструмент пропускали монохроматичне або біле світло. В наслідок на екрані спеціального установлення одержували картини смуг або картини ізопахік. По картинам смуг і ізопахік вели розрахунки головних напруг s1 ізопахік - суму головних напруг s1 + s 2 = s02 × n2 , які діють у різальному клині інструмента, де s1 - головна напруга по осі X; s 2 - головна напруга по осі Y; s 01 - напруга нульової смуги ; s 02 - напруга нульової ізопахіки; n1 - порядок смуг; 34410 (11) UA (19) і s 2 , які виникають у різальному клині інструмента. Недоліком аналогів є те, що у всіх випадках різання вели моделлю інструмента і обробляли м'які матеріали, тобто вели моделювання процесу різання. Інструменти та матеріали, що оброблювали, були далекі від реальних умов обробки різанням різних виробів. Як найближчий аналог прийнятий спосіб дослідження напружного стану різальної частини інструменту за допомогою лазеру [Утешев М. Х., Сенюков В. А. Некоторые результаты исследования напряженного состояния режущей части инструмента при помощи лазера "Прочность режущего инструмента", Москва, 1969г.], в якому приводиться методика та результати досліджень напруг у різальному клині інструмента за допомогою поляризаційного проміння лазера. Різання проводилось м'яких матеріалів в умовах свободного різання різцями із оптично активних матеріалів. (13) U n2 - порядок ізопахік. 3 34410 Картини інтерференційних смуг, що викликались взаємодією проміней відбитих від бокових поверхонь оптично різця фотографувалися у вигляді картин смуг і картин ізопахік. По отриманим картинам смуг і ізопахік велись розрахунки головних напруг, які виникали у моделі різця. Промінь лазера дозволяв повисити чіткість і збільшення картин, що приводило до появи картин аж до самої вершини різальної частини різця. Недоліком найближчого аналога є те, що в якості інструмента використовувалась модель із оптично активного матеріалу, різання велось м'я ких матеріалів. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення оптичного методу визначення напруг, які виникають при обробці матеріалів різанням у різальному клині інструмента, що збільшує точність визначення напруг і їх розподіл у різальному клині інструмента. Поставлена задача вирішується тим, що полірують бокову поверхню робочої частини інструменту виготовленої із інструментальної сталі, клеять на бокову поверхню пластину із епоксидної смоли, ведуть різання реального конструкційного матеріалу, направляють по черзі промінь монохроматичного і білого світла на деформований під дією сил різання інструмента з пластиною, фіксують картини смуг та ізопахік, які виникаютьу пластині і по картинам смуг визначають лишок головних напруг s1 - s 2 = s01 × n1 , по картинам ізопахік - суму головних напруг s1 + s 2 = s02 × n2 , які діють у різальному клині інструмента. Де s1 - головна напруга; s 2 - головна напруга; s 01 - напруга нульової смуги ; s 02 - напруга нульової ізопахіки; n1 - порядок смуг; n2 - порядок ізопахік. 4 Суть корисної моделі пояснюється кресленням (Фіг.), де дана схема досліджень оптичним методом головних напруг, які виникають у різальному клині інструмента при обробці матеріалів різанням. На поліровану бокову поверхню різця 1 клеять епоксидну пластину 2. Різець з пластиною кріплять у різцетримачі токарного верстата і при різанні йому надають переміщення з подачею S0. Диск 3 із конструкційного матеріалу, який обробляється різанням, має товщину t 1 равної товщині t2 робочої частини різця t1 = t 2, кріпиться на оправці 4 і йому надають обертальний рух із частотою обертання n. Промінь 5 монохроматичного або білого світла проходить через напівпрозору призму 6, змінює свій напрям, проходить через пластину 2, відкидається від деформованої бокової поверхні різця 1, повертається до призми, проходить її і на екрані 7 дає картину смуг або картину ізопахік. По отриманим картинам смуг визначається лишок головних напруг s1 - s 2 = s01 × n1 , по картинам ізопахік - суму головних напруг s1 + s 2 = s02 × n2 . Для розрахунку напруг у будь-якій точці ріжучого клину треба знайти порядок n1 смуг і порядок n2 ізопахік, які визначаються простим підрахунком від нульової смуги і нульової ізопахіки відповідно. Для нульової смуги s1 - s2 = 0 або s1 = s 2 ; для нульової ізопахіки s1 + s 2 = 0 або s1 = - s2 . Технічний результат: визначаються реальні напруги, які виникають у різальному клині інструмента під час різання реальних конструкційних матеріалів, відпадає потреба у вигото вленні дорогих моделей інструментів, збільшується точність визначення напруг і їх розподіл у різальному клині інструмента, виникає можливість визначення нормальних і дотикових напруг, що діють на передню поверхню інструмента. 5 Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 34410 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601