книги из ГПНТБ / Бетанели, А. И. Прочность и надежность режущего инструмента

В таблице 3.5 приведены данные о модуле упругости Е , преде­ ле прочности при одноосном растяжении сгь, пределе прочности при одноосном сжатии G _ b, относительном удлинении б образцов эпоксидной смолы ЭД 6, полученных на кафедре технологии ма­ шиностроения ГПИ В

мощи специального приспособления для микрорезания [20,24], которое помещалось между поляризатором и анализатором поля­ ризационно-проекционной установки П П У 5 (описание приспо­ собления см. в главе V). Толщина резцов была 8,0 • 10“3м. Перед­ ний угол резца у=10°, а задний а=10°. Толщина среза изменялась в пределах (0,2-ч-1,5). 10~3м, при скорости резания ѵ = 1,4 • 10~3м/сек (84,0 • 10"3 м/мин). Температура окружающей среды сохраня­ лась неизменной с целью обеспечения постоянства механических свойств ббрабатываемого и инструментального материалов [84].

Методика поляризационно-оптических исследований была раз­ работана, основываясь на данных [134, 135, 157]. (Описание мето­ дики см. в главе V).

Как видно из рис. 3.6—3.13 и таблиц 3.3 и 3.4, в зависимости от переднего угла и толщины среза показатель степени п меняется в широких пределах. Следовательно, меняется в широких преде­ лах кривая, ограничивающая эпюру. Треугольная эпюра при из­ менении условий резания во всех случаях неизменно ограничена прямой, т. е. в меньшей степени отражает влияние условий реза­

вана лаборатория поляризационно-оптических исследований напряжений в ре­ жущей части инструмента. Эпоксидные смолы различных типов изготовляла И. А. Майсурадзе.

131

Рассмотрим влияние условий резания на максимальное кон­ тактное нормальное напряжение, действующее на острую режу­ щую кромку. Т. Н . Лоладзе [81] на основании использования дан­ ных теории пластичности [127] о контактных напряжениях пред­ ложил формулу:

где у — передний угол, измеряемый в радианах.

На основании формулы (3.34) передний угол существенно вли­ яет на величину максимального контактного нормального напря­ жения. Это подтверждается поляризационно-оптическими иссле­ дованиями [155]. Для изучения влияния толщины среза были про­ ведены специальные опыты [84].

Ход кривых нормальных контактных напряжений на рис. 3.13 таков, что, экстраполируя их до вершины, можно полагать, что максимальные контактные нормальные, напряжения arA/ сравни­ тельно в малой степени зависят от толщины среза. Наоборот, в работе [105] величина сг17 в сильной степени зависит от толщины среза.

Суть специальных опытов [84] состояла в следующем. При сво­ бодном строгании со скоростью 0,2 • 10'3 м/сек (12 • ІО'3 м/мин)

кромки. Лишь сравнивая состояния кромки при толщинах среза 0,1 • 10“3м и 1,6 • 10'3 м, можно усмотреть некоторую разницу де­ формации кромки, которая несколько больше при толщине среза

132

формация кромки не наблюдалась. Если бы с увеличением тол­ щины среза максимальное контактное нормальное напряжение воз­ растало в сильной степени (в 1,5-ь 2 раза), то тогда в вышеуказан­ ных опытах обнаружилось бы ощутимое влияние толщины среза на пластическую прочность (формоустойчивость) режущей кромки.

Эти опыты соответствуют тому, что максимальные контактные нормальные напряжения, действующие иа режущую кромку, главным образом, определяются касательным напряжением на плос­ кости сдвига тф обрабатываемого материала [81], которое мало зависит от толщины среза (см. формулу (3.34)).

Перейдем к рассмотрению результатов работы автора [19, 24]

где р — коэффициент трения между стружкой н передней поверх­ ностью.

Коэффициент трения меняется по ширине контакта [7, 8, 81,

133

=2 р с— Но-

Вформуле (3.36) рс определяется по обычной формуле механи­

ки процесса резания:

“Л ,—F 1 — {PV—A^) tg у ’

Фактически изменение коэффициента по ширине контакта яв­ ляется нелинейным. Поэтому общее выражение имеет вид:

где m — показатель степени, зависящий от условий резания. При m = 1 формула (3.39) превращается в формулу (3.36). Выражение показателя степени т можно получить из форму­

лы (3.39) при г—с

134

Как видно из формулы (3.40), для определения т наряду с рс

ир0 необходимо знать величину ртах-

Втаблице 3.7 приведены значения п, рассчитанные по форму­ лам (3.32) на основании экспериментальных данных автора. Ве­ личины ам, сгс были вычислены соответственно по формулам (3.34), (3.9), силы резания — измерены динамометром УДМ-1. Ширина

контакта определялась по формуле (1.3) на основании измерений усадки.

В таблице 3.8 приведены величины р0 и ро, рассчитанные по формулам (3.37) н (3.38) на основании экспериментальных данных автора. На рис. 3.15—3.19 показаны эпюры изменения контактных нормальных, касательных напряжений и коэффициентов трения, рассчитанные по формулам (3.17), (3.35), (3.36) на основании экс­

135

136

может возрастать от кромки к концу ширины контакта и наобо­ рот, а Т р В отдельных случаях может не иметь ярко выраженного горизонтального участка [31, 32].

Рассмотрим влияние переднего угла и толщины среза на кон­ тактные касательные напряжения.

На основании поляризационно-оптических исследовании X . Чандрашекаран [155] установил, что передний угол оказывает су­ щественное влияние на контактные касательные напряжения. При этом величины напряжений на горизонтальном участке возраста­ ют пропорционально переднему углу.

Для определения влияния толщины среза было проведено спе­ циальное поляризационно-оптическое исследование [84]. На рис. 3.24

6м,

138

приведены результаты опытов. Обозначения эксперименталь­ ных точек такие же, как и на рис/3.13. Кривые контактных каса­ тельных напряжений имеют примерно горизонтальный участок, параллельный оси абсцисс, приблизительно соответствующий по­ ловине ширины контакта стружки с передней поверхностью.

В заключение необходимо отметить следующее: возникает воп­ рос в отношении того/ что некоторые эпюры, полученные поляри­ зационно-оптическим методом (рис. 3.10, 3.11, 3.12), отличаются от эпюр, полученных разрезным резцом при резании сталей, Чу­ гунов и ' цветных металлов.

Д . Т. Васильев1[37], В. Ф. Бобров [31, 32] и др. получили эпю­ ры, вогнутые относительно передней поверхности, а на рис. 3.10, 3.11, 3.12 эпюры — выпуклые. Получение выпуклых эпюр не 'яв-

Т39

ляется специфической особенностью резания свинца или погреш­ ностью поляризационно-оптического метода. Так например, в ре­ зультате поляризационно-оптических исследований В. Каттвинкель [163], Г. С. Андреев и В . М. Заварцева [7], М. Ф. Полетика и М. X . Утешев [104] получили эпюры, вогнутые относительно пе­ редней поверхности. В данной работе на основании поляризацион­ но-оптических исследований на рис. 3.13 приведены эпюры, вог­

140