Оборудование отрасли Лекция Удельная сила и удельная работа резания. Определение сил и мощности резания. Реальный резец и его микрогеометрия.
Удельная сила (удельное сопротивление) и удельная работа резания. Определение сил и мощности резания l При резании имеют место как силы воздействия резца на древесину, так и противоположно направленные и равные по величине силы воздействия древесины на резец. l Обычно вычисляют единичную силу резания Р 1 (Н/мм), т. е. силу на единицу ширины стружки. l Считается, что полная сила резания Р пропорциональна ширине стружки b (мм) Р = Р 1 b , Н
l Со времени проф. Тиме пользуются понятием удельной силы (удельного сопротивления) резания. l Удельной силой резания К называется сила резания, приходящаяся на единицу площади поперечного сечения стружки F K = P / F = P / b h, МПа (Н/мм 2)* l При расчёте мощности на резание пользуются понятием удельная работа резания К (Дж / см 3), под которой понимают работу А (Дж) силы резания Р (Н) на пути L (м), отнесённую к единице номинального объёма V (см 3) срезанной стружки K = A / V = P L / b h L, Дж / см 3 **
l Из формул (*), (**) следует, что удельная работа резания К численно равна удельной силе резания К, т. к. в формуле (**) L - можно сократить, поэтому они обозначаются одинаково и в справочниках приводятся общие таблицы. l С физической точки зрения это разные величины с разной размерностью. l Из формулы (**) следует, что мощность резания (Вт) – работа в единицу времени t (с). Тогда в к. Вт мощность резания равна Nрез = 10 -3 A / t = 10 -3 K V 1 , к. Вт где V 1 – номинальный объём стружки срезанной за одну секунду, см 3 / с.
l Когда известна сила резания Р (Н) мощность резания определяется по известной формуле механики: Nрез = 10 -3 P v , к. Вт где v - скорость резания. l В общем случае удельная сила (удельное сопротивление) резания и удельная работа резания К зависит от многих факторов процесса и главным образом от направления вектора скорости относительно волокон древесины и толщины стружки. l Для различных процессов станочного резания пользуются эмпирическими зависимостями по определению значения этой величины.
Реальный резец и его микрогеометрия. Понятие износа и затупления. Параметры затупления l Реальный резец не бывает абсолютно острым. l Уже после непродолжительной работы резца лезвие закругляется. l Понятие о реальном резце и показателе его остроты ввёл проф. Дешевой. l Рассмотрим схему
Va I y x N a β n I N’
l Резец клин с углом заострения β двигаясь действует на стружку силой N перпендикулярной передней грани na. l По закону механики со стороны стружки на резец оказывается противодействие силой N’. l Резец есть консольная балка переменной высоты сечения. Тогда напряжения от изгиба σи в сечении I - I, отстоящем от лезвия на расстоянии x, будут: σи = М/W = 6 N’x / b y 2 , где М - изгибающий момент; W- момент сопротивления поперечного сечения резца; y высота сечения резца на расстоянии x от лезвия; b - ширина резца.
l Принимая b = 1 и учитывая, что y = x tg β, получаем: σи = 6 N’ x / x 2 tg 2 β = 6 N’ / x tg 2 β l Анализ выражения показывает, что при уменьшении x напряжение σи в сечении резца возрастает (при x → 0 σи →∞). l При некотором весьма малом значении x, порядка 2 – 3 мкм, напряжение σи достигает предела прочности материала резца на изгиб, в результате чего неизбежно обламывается его кончик.
l Получаемая площадка быстро обкатывается древесиной и лезвие закругляется, т. е. лезвие реального резца это переходная криволинейная поверхность. Характеристики её объединяются в понятие микрогеометрия резца. l Различают продольную (вдоль лезвия) микрогеометрию и поперечную микрогеометрию резца. l Продольная микрогеометрию резца характеризуется шероховатостью режущей кромки ( Hmax максимальной высотой неровностей профиля).
l Поперечная микрогеометрия характеризуется профилем резца в нормальном сечении. У реального резца этот профиль принимается за дугу окружности радиуса ρ. l Радиус ρ называется радиусом округления лезвия (радиус затупления). l В начальном состоянии резец (например, нож для фрезерования) имеет шероховатость лезвия Hmax = 4… 5 мкм, радиус округления лезвия ρ = 3… 5 мкм.
Износ и затупление резца l Во время резания под действием сложных физико-химических процессов (механического истирания, окисления, теплового износа, электрохимической коррозии, абразивного износа) происходит износ резца. l Износ резца это изменение геометрии и микрогеометрии его рабочей зоны. l Следствием износа является затупление резца. l Затупление резца это потеря им остроты и режущих свойств.
Параметр затупления резца l Затупление резца можно характеризовать разными параметрами. В большинстве случаев резания натуральной древесины ограничиваются параметром ρ – радиусом округления лезвия, который считается параметром затупления. l При обработке материалов типа ДСП, слоистой клеёной древесины, когда имеет место интенсивный износ по задней грани резца, параметром затупления принимают величину износа по задней грани – ширину фаски.
Скачать презентацию Оборудование отрасли Лекция Удельная сила и удельная работа
Л6_Удельн_сила_реальный резец.pptx