УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ ПРИ РЕЗАНИИ НА ПЕРЕДНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ РЕЗЦА

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.
Устройство состоит из стержня прямоугольного поперечного сечения, имеющего прямолинейную часть 3 (фиг.1) на одном конце, а на другом конце имеет форму незамкнутого прямоугольника, состоящего из участков 4, 5, 6, 7 (фиг.1), вертикальная плоскость симметрии которого О-О (фиг.3) совпадает с вертикальной плоскостью симметрии прямолинейной части, образуя общую плоскость симметрии. На внешней поверхности участка 7 (фит.1) прямоугольной части установлен и закреплен винтами 2 резец 1 так, что его передняя поверхность совпадает с горизонтальной плоскостью симметрии А-А прямолинейной части стержня, и режущая кромка лежит в вертикальной плоскости симметрии В-В участка 6 (фиг.1) прямоугольной части, перпендикулярного общей плоскости симметрии.
Для измерения на устройство устанавливают средства измерения линейных величин, например, два индикатора часового типа ИЧ-10 позволяющие измерить перемещения определенных точек верхней и торцовой поверхностей резца 1 (фиг.1), и устройство устанавливают на станок, выдерживая заданный передний угол в пределах от 0° до -60°.
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.
m
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 γ 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.