Спосіб визначення сили мікрорізання
Сутність винаходу: для отримання одиничного різу, що обертається зі швидкістю різання диску, на якому закріплений ріжучий інструмент, повідомляють подачу в напрямку, перпендикулярному швидкості різання. Після контакту різального інструменту із зразком, закріпленим на тримачі, імпульс сили мікрорізання передається на маятникове пристрій, що складається з тримача, стрижня, маси та шарніра. Під дією сили мікрорізання маятникове пристрій відхиляється відповідний кут , величину якого вимірюють. Вимірюють також довжину різання на зразку. Використовуючи отримані величини, визначають силу мікрорізання. 2 іл.
Винахід відноситься до вимірювальної техніки, зокрема області вимірювання сили мікрорізання.
Відомий спосіб визначення сили мікрорізання, в якому ріжучий інструмент, закріплений на маятнику, розганяють за допомогою прискорювача у вигляді пружини до заданої швидкості різання. Після контакту із зразком, закріпленим на рухомому пристрої вимірюють величину поступальної швидкості, що набуває рухомим пристроєм під дією сили мікрорізання і довжину різу. Використовуючи отримані величини, визначають силу мікрорізання з умови рівності імпульсу сили та зміни кількості руху рухомого пристрою із зразком [1] Однак відомий спосіб не забезпечує високої точності вимірювання через сили тертя колісного рухомого пристрою.
Пропонований спосіб спрямований на підвищення точності вимірювання сили мікрорізання. Це досягається тим, що різальний інструмент у вигляді абразивного зерна, закріпленого на диску за допомогою прискорювача, розганяють до заданої швидкості різання, повідомляють йому поперечну подачу (в напрямку, перпендикулярному швидкості різання) і здійснюють одиничний акт мікрорізання. Силу мікрорізання визначають за кутом відхиленнямаятника, на вершині якого закріплений зразок, і за довжиною різання на зразку.
Сутність винаходу пояснюється кресленням, де на фіг.1 представлена схема пристрою для визначення сили мікрорізання; на фіг. 2 геометрична схема визначення висоти підняття центру ваги маятникового пристрою.
Позиції на кресленні позначають абразивне зерно 1; диск 2; зразок – 3; маса 4; власник 5; стрижень 6; шарнір 7.
Пропонований спосіб визначення сили мікрорізання реалізовано в такий спосіб. Ріжучий інструмент, в даному випадку, абразивне зерно 1, закріплений на диску 2, розганяють за допомогою прискорювача до заданої швидкості різання. Для контакту із зразком 3, закріпленому на тримачі 5, ріжучому інструменту повідомляють поперечну подачу (у напрямку, перпендикулярному швидкості різання). У момент проходження зерна 1 над зразком 3 відбувається одиничний акт мікрорізання. Імпульс сили мікрорізання передається через зразок 3 на маятникове пристрій, що складається з тримача 5, стрижня 6, маси 4 і шарніра 7. Під дією сили мікрорізання маятник відхиляється на відповідний кут величину якого вимірюють за допомогою фотоелемента, також вимірюють довжину реза.
Час взаємодії різального інструменту із зразком.
t L /1000 Vкр (1) де l довжина різу; Vкр швидкість ріжучого інструменту.
З рівняння динаміки dW//dt=Pl /Iпр (2) отримуємо W Plt/Iпр (3) де W миттєва кутова швидкість; Iпр наведений момент інерції маятникового пристрою.
Умова переходу кінетичної енергії до потенційної має вигляд: DK = П (4) де K збільшення кінетичної енергії; Приріст потенційної енергії; K = IпрW 2; П = mhg (5) тут m маса маятникового пристрою; h висота переміщення центру ваги маятникового пристрою прийого максимальному відхиленні; g прискорення вільного падіння.
Тоді з формул (4) і (5) отримуємо: IпрW 2 /2 = mhg (6) З виразу (3) отримуємо P=WIпр/lt (8) Формула для розрахунку сили мікрорізання де h (фіг.2) розраховують через виміряний кут; h = lc(1-cos) (10) тут lc відстань між віссю шарніра та центром тяжіння.
Спосіб визначення сили мікрорізання, в якому як ріжучий інструмент використовується абразивне зерно, що відрізняється тим, що диску, що обертається зі швидкістю різання, із закріпленим на його поверхні абразивним зерном для контакту зі зразком повідомляють поперечну подачу, перпендикулярну швидкості різання, а про зусилля мікрорізання судять по куту відхилення маятника, на вершині якого закріплено зразок.