Устройство для измерения сил, действующих при резании на передней поверхности резца

Устройство для измерения сил, действующих при резании на передней плоскости резца, представляет собой изогнутый в одной общей плоскости стержень прямоугольного поперечного сечения, который со стороны одного конца является прямолинейным, а с другого конца состоит из участков, образующих незамкнутый прямоугольник, две стороны которого параллельны прямолинейной части стержня, а другие два - перпендикулярны ей. На наружной поверхности концевого участка прямоугольной части стержня установлен резец так, что его передняя поверхность совпадает с горизонтальной плоскостью симметрии прямолинейной части стержня, а режущая кромка резца лежит в плоскости симметрии участка стержня, примыкающему к вышеуказанному, расположенному перпендикулярно общей плоскости симметрии. Такое расположение передней поверхности и режущей кромки исключает взаимное влияние измеряемых сил на измеряемые перемещения резца, вызванные действием этих сил. При таком исполнении устройства, оно позволяет измерить силы только при отрицательных передних углах. Во втором варианте исполнения устройства для обеспечения возможности измерения сил при любых знаках переднего угла в прямоугольной части устройства выполнен паз, расположенный симметрично общей плоскости симметрии, поверхность дна которого расположена под углом к горизонтальной плоскости симметрии прямолинейной части стержня, равным предельному его значению.

Устройство относится к области технологии машиностроения и может быть использовано в научно-исследовательских лабораториях предприятий и учебных заведений машиностроительного профиля.

Известен разрезной резец [1, с 36], применяемый для измерения сил, действующих в процессе резания на передней поверхности резца, лезвие которого состоит из двух механически не связанных между собой частей: одна часть примыкает к режущей кромке, имеет заднюю поверхность резца и часть его передней поверхности; другая имеет часть передней поверхности резца, удаленную от режущей кромки, и занимает некоторую часть площади контакта резца со стружкой. Между этими частями имеется зазор, устраняющий контакт между ними. Каждая часть позволяет измерить соответствующую долю силы резания.

Недостатком данного разрезного резца является то, что передняя поверхность его не является сплошной, и при обработке данным резцом действующие на вышеуказанные части лезвия силы резания вызывают различные размеры перемещений этих частей в направлении нормали к передней поверхности, что приводит к образованию ступеньки между этими частями, искажающей реальный процесс резания, который проходил бы при обработке резцом со сплошной передней поверхностью.

Эта ступенька порождает методическую погрешность измерения.

Цель полезной модели устранить вышеуказанную методическую погрешность измерения, которая достигается тем, что передняя поверхность резца, используемого в предлагаемой полезной модели является сплошной, позволяющей измерить не доли сил резания, а их размеры в реальном процессе, не искаженном образующейся при обработке ступнькой на передней поверхности вышеупомянутого разрезного резца.

На фиг.1 показана фронтальная проекция устройства, а на фиг.1 и фиг.2 - вариант его исполнения.

В процессе резания сила трения F (фиг.1) вызывает изгиб только участка 6 в виду его несоизмеримо меньшей жесткости по сравнению с жесткостями участков 4 и 5, при этом торец резца в результате изгиба участка 6 (фиг.1) перемещается строго вдоль плоскости симметрии А-А, что не оказывает влияния на перемещение резца в перпендикулярном направлении, вызываемой нормальной силой N (фиг.1).

Нормальная сила N вызывает изгиб только участка 5, не влияя при этом на изгиб участка 6. Таким образом, исключается взаимовлияние сил N и F на результаты их измерения, что позволяет избежать возникновение методической погрешности измерения, вызванной взаимовлиянием измеряемых сил.

Изготовление устройства и его применение не имеют каких-либо ограничений в изготовлении и вариации значений исследуемых факторов, за исключением переднего угла, который не может быть положительным, так как участок 6 (фиг.1) препятствует повороту устройства при его установки для получения положительного переднего угла.

Для обеспечения возможности применения устройства при положительном знаке переднего угла предлагается вариант вышеописанного устройства, показанный на фиг.2 и 3, который отличается тем, что в прямоугольной части устройства на участках 5, 6, 7, (фиг.2) выполнен паз, поверхность дна которого расположена под углом _m к горизонтальной плоскости симметрии прямолинейной части стержня 3 (фиг.1) симметрично общей плоскости симметрии О-О (фиг.3), шириной b (фиг.3), превышающей толщину обрабатываемой заготовки, и предназначенный для размещения последней при положительном переднем угле.

1. Полетика М. Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента - М, Машиностроение, 1969, 143 с.

1. Устройство для измерения сил, действующих при резании на передней поверхности резца, состоящее из изогнутого в одной общей плоскости симметрии стержня прямоугольного поперечного сечения и резца, отличающееся тем, что с одного конца стержень является прямолинейным, а с другого состоит из участков, образующих незамкнутый прямоугольник, две стороны которого параллельны горизонтальной плоскости симметрии прямолинейной части, а две другие перпендикулярны ей, и резец расположен на поверхности концевого участка прямоугольной части стержня так, что его передняя поверхность совпадает с горизонтальной плоскостью симметрии прямолинейной части стержня, а режущая кромка резца лежит в плоскости симметрии участка прямоугольной части, примыкающего к концевому участку прямоугольной части.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что со стороны режущей кромки в прямоугольной части стержня выполнен паз, плоскость симметрии которого совпадает с общей плоскостью симметрии, а поверхность дна паза расположена под углом к передней поверхности резца, равным наибольшему переднему углу, применяемому при измерении сил.