Спосіб визначення дійсної площі перерізу шару, що зрізується, при точінні деталей з тороїдальними ділянками різцем з радіусом при вершині

Спосіб визначення дійсної площі перерізу шару, що зрізується, при точінні деталей з тороїдальними ділянками різцем з радіусом при вершині, згідно з яким здійснюють процес різання та вимірюють параметри обробленої поверхні в заданих точках, за якими обчислюють дійсну площу перерізу шару, що зрізується, який відрізняється тим, що як параметри обробленої поверхні вимірюють радіуси тороїдальної поверхні заготовки до і після різання, за якими обчислюють дійсну глибину різання, подачу на оберт відповідно з кутом нахилу дотичної в точці різання до поверхні деталі, що оброблюється, а дійсну площу перерізу шару, що зрізується, обчислюють за наступною залежністю: де Fi - дійсна площа перерізу шару, що зрізується, при точінні деталей з тороїдальними ділянками різцем з радіусом при вершині, в заданих і-их точках; S - подача на оберт вздовж осі X, S S wi = - проекція подачі на оберт деталі на cos wi дотичну до тороїдальної поверхні, що оброблюється; w i - кут нахилу дотичної до тороїдальної поверхні в точці різання; r - радіус різця при вершині; R1i - поточний радіус тороїдальної поверхні заготовки, що оброблюється, в заданій і-й точці; R2i - поточний радіус тороїдальної обробленої поверхні деталі в заданій і-й точці; t i = (R1i - R 2i ) - поточна глибина різання в заданій і-й точці. Спосіб визначення дійсної площі перерізу шару, що зрізується, при точінні деталей з тороїдальними ділянками різцем з радіусом при вершині Корисна модель відноситься до області машинобудування і може бути використана для визначення параметру процесу різання, а саме дійсної площі перерізу шару, що зрізується, при точінні різцями з радіусом при вершині деталей з тороїдальними ділянками із зносостійких малопластичних матеріалів типу твердих загартованих сталей, чавунів та наплавлених матеріалів, що утворюють елементну або суглобчасту стр ужку при їх різанні. Площа перерізу зрізу є однією з найважливіших характеристик процесу різання, за допомогою якої визначаються як технічні та технологічні параметри, такі, як складові сили різання, точність обробки, температури в зоні різання, на поверхнях ріжучого елемента, в стружці та в деталі, що оброблюється, так і економічні, тобто, продуктивність і собівартість обробки деталей різанням. Від пра Fi = Sw i 0 2 Swi 2 rti - ti + 2 ò Swi æ 2 2 ç r - x - 2 rt i - t i è i )2 ( ) ö r 2 - x - 2rt i - t 2 - Sw ÷dx = i ø (13) U 2 Swi 2 Swi æS ö r + r 2 arcsin ç wi ÷ + (t i - r )Swi , 2 4 è 2 ø (19) UA (11) = ( 2 37393 + æ 2 r - x - 2 rti - t 2 i è òç 3 37393 вильного визначення площі перерізу зрізу залежить розрахунок площі контакту припуску, що зрізається, з передньою поверхнею інструмента, що дозволяє призначати прогресивні режими різання, які забезпечують максимальну міцність та зносостійкість різців. Найбільш близьким за технічною суттю до пропонованого є спосіб визначення площі перерізу шару, що зрізується, [див. В.Ф. Бобров. Основы теории резания металлов. - М.: Машиностроение, 1975. - 344 с., іл.], згідно з яким здійснюють процес різання та вимірюють параметри обробленої поверхні в заданих точках, за якими обчислюють дійсну площу перерізу шару, що зрізується, при цьому як параметри обробленої поверхні в заданих точках визначають товщин у і ширину шару, що зрізується. Недоліком описаного способу є те, що він не дозволяє визначити дійсну площу перерізу шару, що зрізується при точінні деталей з тороїдальними ділянками різцем з радіусом при вершині, з урахуванням частини незрізаного припуску, який формує мікронерівності поверхні обробленої деталі. В основу корисної моделі покладено завдання такого вдосконалення способу визначення дійсної площі перерізу шару, що зрізується, при точінні деталей з тороїдальними ділянками різцем з радіусом при вершині, при якому завдяки вимірюванню радіусу тороїдальної поверхні заготовки в заданих точках по її довжині і діаметру до обробки та вимірюванню радіусу обробленої тороїдальної деталі в заданих точках по її довжині і діаметру після обробки з урахуванням наведеної нами залежності досягається можливість визначення дійсної площі перерізу шару, що зрізується різцем з радіусом при вершині, деталей з тороїдальними ділянками тобто розширюються технологічні можливості процесу. Означене завдання вирішується тим, що у способі визначення дійсної площі перерізу шару, що зрізується при точінні деталей з тороїдальними ділянками різцем з радіусом при вершині, згідно з яким здійснюють процес різання та вимірюють параметри тороїдальної обробленої поверхні в заданих точках, за якими обчислюють дійсну площу перерізу шару, що зрізується, згідно корисної моделі як параметри обробленої поверхні вимірюють радіуси тороїдальної поверхні заготовки до різання і поверхні деталі після різання, за якими обчислюють дійсну глибину різання, подачу на оберт у відповідності з кутом нахилу дотичної до тороїдальної поверхні деталі що оброблюється, а дійсну площу перерізу шару, що зрізується, обчислюють за наступною залежністю: Sw i æ Fi = ò 0 ö 2 ç 2 æ ÷ 2 ö ç r - ç x - 2rt i - t i ÷ + t i - r ÷dx + è ø ç ÷ è ø 2rti -t 2 + i + ò S wi S wi 2 æ ö 2 ç 2 æ ö÷ 2 ö 2 æ 2 ç r - ç x - 2rt i - t i ÷ - r - ç x - 2rt i - t i - S w ÷ ÷ dx = è ø è ø÷ ç è ø S S2 æS ö = wi r 2 - wi + r 2 arcsinç wi ÷ + (t i - r )Swi ç ÷ 2 4 è 2 ø де Fі - дійсна площа перерізу шару, що зрізується, при точінні деталей з тороїдальними ділян 4 ками різцем з радіусом при вершині, в заданих і-их точках; S - подача на оберт вздовж осі X; S S wi = cos wi - проекція подачі на оберт деталі на дотичну до тороїдальної поверхні, що оброблюється; ωі - кут нахилу дотичної до тороїдальної поверхні в точці різання; r - радіус різця при вершині; R1i - поточний радіус тороїдальної поверхні заготовки, що оброблюється, в заданій і-й точці; R2i - поточний радіус тороїдальної обробленої поверхні деталі в заданій i-й точці; ti=(R1i-R2i)- поточна глибина різання в заданій iй точці. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляється, і технічними результатами, які досягаються при її реалізації, полягає у наступному. Завдяки вимірюванню R1і радіуса тороїдальної поверхні заготовки до різання і R2i радіуса поверхні обробленої деталі після різання та обчисленню проекції подачі на оберт деталі на дотичну до тороїдальної поверхні, що оброблюється, у відповідності з кутом нахилу профілю деталі, що утворюється, та глибини різання ti, для кожної поточної iої точки забезпечується можливість обчислити дійсну площу перерізу шару, що зрізується, при точінні тороїдальноих ділянок деталей різцем з радіусом при вершині по пропонованій нами залежності, тобто розширюються технологічні можливості процесу. На кресленнях проілюстровано пропонований спосіб, де на фіг. 1 представлена схема розташування тороїдальних ділянок заготівки деталі; на фіг. 2 представлені схеми формування дійсної площі перерізу - Fi шару, що зрізується, при точінні деталей з тороїдальними ділянками різцем з радіусом при вершині та поточної глибина різання в заданій i-й точці; на фіг. 3 представлена схема для розрахунку проекції подачі на оберт деталі на дотичну до тороїдальної поверхні, що оброблюється в заданій i-й точці. Приклад конкретної реалізації корисної моделі. Для визначення дійсної площі Fi перерізу шару, що зрізується, при точінні різцем з радіусом при вершині, деталей з тороїдальними ділянками, використовували різець з радіусом при вершині r=3,5 мм з механічним кріпленням ріжучих пластин типу RNUN 070300 (діаметр пластини 7 мм, товщина 3,18 мм) з полікристалічного нітриду бора (ПКНБ) кібориту щільної модифікації, що розроблений та виготовлений в Інституті надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України. Проводили обробку заготовки для даної глибини різання t=1,2 мм, подачі s=0,25 мм/об. Здійснювали визначення тороїдальних радіусів заготівки - R1i та деталі R2i. Для кожної точки визначали величину дійсної площі перерізу шару, що зрізується, за допомогою попереднього обчислення дійсної глибини різання S S wi = cos wi у відповідt , а також подачі на оберт i 5 37393 ності з кутом 0°≤ωі≤45° нахилу дотичної до тороїдальної поверхні профілю деталі, що оброблюєтьТороїдальна ділянка А2-А1 А2-А1 А2-А1 А2-А1 А2-А1 А2-А1 В1-В2 В1-В2 В1-В2 В1-В2 С2-С1 С2-С1 С2-С1 С2-С1 D1-D2 D1-D2 D1-D2 ti (мм) 1,2 1,8 0,6 1,5 0,8 1,2 1,8 1,2 1,5 1,1 1,5 1.35 1,8 1 1,5 0,8 0,6 Таким чином, запропонований спосіб дозволяє при точінні визначити на будь-якій вибраній і-й точці тороїдальної ділянки дійсну площу перерізу шару, що зрізується різцем з радіусом при верши 6 ся. В результаті отримали наступні значення дійсної площі перерізу шар у: ωі (град) 0 5 10 20 30 45 45 30 15 0 0 5 20 45 45 15 0 Fі (мм 2) 0,3 0,452 0,152 0,399 0,231 0,424 0,636 0,346 0,388 0.275 0,375 0,339 0,479 0,353 0,53 0,207 0,15 ні, в залежності від поперечної подачі різця на оберт деталі, радіусу при вершині різця, кута нахилу дотичної до тороїдальної поверхні в точці різання. 7 Комп’ютерна в ерстка І.Скворцов а 37393 8 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