Pomiar sił skrawania

KATEDRA TECHNIK WYTWARZANIA I AUTOMATYZACJI
Przedmiot:
Temat
ćwiczenia:
Obróbka skrawaniem i narzędzia
Pomiar sił w procesie skrawania
Numer
ćwiczenia:
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie studenta z wpływem wybranych warunków obróbki na
wartości składowych siły skrawania oraz ze sposobem ich pomiaru.
2. Przebieg ćwiczenia
1) Przeprowadzony zostanie pomiar siły skrawania podczas toczenia wzdłużnego
zewnętrznego.
2) Zastosowany zostanie nóż tokarski o trzech różnych kątach przystawienia
3) Zastosowane zostaną trzy różne wartości posuwów podczas obróbki dla każdego z kątów
przystawienia
3. Wytyczne do opracowania sprawozdania
Sprawozdanie wykonane ręcznie powinno zawierać:
- przebieg ćwiczenia (w punktach)
- wykonanie ilustracji rozkładu składowych siły skrawania dla badanych typów noży tokarskich
- wykonanie niezbędnych obliczeń
- sporządzenie wykresów
1. Wprowadzenie
Siła skrawania (F) -jest wektorem wypadkowym trzech wektorów składowych (Fc , Ff , Fp )
działających wzdłuż linii działania wyznaczonych przez układ odniesienia narzędzia lub obrabiarki.
Fc (siła główna, obwodowa) - rzut siły
całkowitej na kierunek ruchu głównego
Ff (siła posuwowa) - rzut siły całkowitej na
kierunek ruchu posuwowego
Fp (siła odporowa) - rzut siły całkowitej na
kierunek prostopadły do płaszczyzny Pfe
Rysunek 1. Rozkład całkowitej siły skrawania dla przypadku
wzdłużnego toczenia powierzchni walcowej.
Znając składowe siły skrawania oblicza się siłę całkowitą F jako sumę geometryczną w układzie
kartezjańskim według wzoru:
F
Fc2  Ff2  Fp2 
2
2
2
FXm
 FYm
 FZm
W obliczeniach wytrzymałościowych elementów obrabiarki oraz oprzyrządowania korzysta się ze
wzorów przybliżonych lub doświadczalnych na siłę skrawania Fc,
wzór uproszczony:
Fc  A  kc  a p  f  kc
wzór dokładny:
Fc Cc a epe  f uc  K c
natomiast pozostałe składowe siły Ff i Fp oblicza się ze związków ustalonych doświadczalnie:
Fp
Fc
 0,4  0,6;
Ff
Fc
 0,25  0,3
Po podstawieniu składowych siły Fp i Ff do wzoru można obliczyć całkowitą siłę skrawania jako
funkcję siły skrawania Fc
F  11
,  115
, Fc
2. Cel ćwiczeń laboratoryjnych
Celem ćwiczenia laboratoryjnego jest pomiar siły skrawania. Będzie on realizowany z
wykorzystaniem piezoelektrycznej platformy pomiarowej z zamocowanym nożem tokarskim. Dla
określonej geometrii ostrza oraz dla danego materiału obrabianego należy wyznaczyć wpływ
poszczególnych parametrów technologicznych i wielkości geometrycznych na wartość składowych
sił skrawania:
 posuw f.
 kąt przystawienia Kr
1) Odczytane dane należy zapisać w formularzu.
2) Sporządzić wykresy w układzie współrzędnych prostokątnych ilustrujące zależności:
 Fc, f, p=f(f),
 Fc, f, p=f(Kr).
3) Porównać wartości obliczonych (teoretycznych) składowych siły skrawania z wartościami
składowych siły skrawania zarejestrowanych podczas pomiaru siły na stanowisku
pomiarowym.
4) Wyznaczyć opór właściwy skrawania kc
5) Sporządzić wnioski dotyczące przebiegu ćwiczenia i otrzymanych wyników
3. Formularz
WYZNACZENIE ZALEŻNOŚCI Fc, f, p=f(ap, vc, f)
Lp.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
średnica
toczenia
prędkość
skrawania
głębokość
skrawania
posuw
siła
obwodowa
siła
posuwowa
siła
odporowa
kąt
przystawienia
D [mm]
vc [m/min]
ap [mm]
f [mm/obr]
Fc [N]
Ff [N]
Fp [N]
Kr [o]