способ определения силы микрорезания

Формула изобретения

Способ определения силы микрорезания, в котором в качестве режущего инструмента используется абразивное зерно, отличающийся тем, что вращающемуся со скоростью резания диску с закрепленным на его поверхности абразивным зерном для контакта с образцом сообщают поперечную подачу, перпендикулярную скорости резания, а об усилии микрорезания судят по углу отклонения маятника, на вершине которого закреплен образец.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к области измерения силы микрорезания.

Известен способ определения силы микрорезания, в котором режущий инструмент, закрепленный на маятнике разгоняют с помощью ускорителя в виде пружины до заданной скорости резания. После контакта с образцом, закрепленным на подвижном устройстве измеряют величину поступательной скорости, приобретаемую подвижным устройством под действием силы микрорезания и длину реза. Используя полученные величины, определяют силу микрорезания из условия равенства импульса силы и изменения количества движения подвижного устройства с образцом [1]

Однако, известный способ не обеспечивает высокой точности измерения из-за сил трения колесного подвижного устройства.

Предлагаемый способ направлен на повышение точности измерения силы микрорезания. Это достигается тем, что режущий инструмент в виде абразивного зерна, закрепленного на диске с помощью ускорителя, разгоняют до заданной скорости резания, сообщают ему поперечную подачу (в направлении, перпендикулярном скорости резания) и совершают единичный акт микрорезания. Силу микрорезания определяют по углу отклонения маятника, на вершине которого закреплен образец, и по длине реза на образце.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена схема устройства для определения силы микрорезания; на фиг. 2 геометрическая схема определения высоты поднятия центра тяжести маятникового устройства.

Позиции на чертеже обозначают: абразивное зерно 1; диск 2; образец - 3; масса 4; держатель 5; стержень 6; шарнир 7.

Предлагаемый способ определения силы микрорезания реализован следующим образом. Режущий инструмент, в данном случае абразивное зерно 1, закреплен на диске 2, разгоняют при помощи ускорителя до заданной скорости резания. Для контакта с образцом 3, закрепленном на держателе 5, режущему инструменту сообщают поперечную подачу (в направлении, перпендикулярном скорости резания). В момент прохождения зерна 1 над образцом 3 происходит единичный акт микрорезания. Импульс силы микрорезания передается через образец 3 на маятниковое устройство, состоящее из держателя 5, стержня 6, массы 4 и шарнира 7. Под действием силы микрорезания маятник отклоняется на соответствующий угол , величину которого измеряют при помощи фотоэлемента, также измеряют длину реза на образце.

Время взаимодействия режущего инструмента с образцом.

t L /1000 V_кр (1)

где l длина реза; V_кр скорость режущего инструмента.

Из уравнения динамики

dW//dt=Pl /I_пр (2)

получаем

W Plt/I_пр (3)

где W мгновенная угловая скорость; I_пр приведенный момент инерции маятникового устройства.

Условие перехода кинетической энергии в потенциальную имеет вид:

DK = П (4)

где K приращение кинетической энергии;

П приращение потенциальной энергии;

K = I_прW²; П = mhg (5)

здесь m масса маятникового устройства;

h высота перемещения центра тяжести маятникового устройства при его максимальном отклонении;

g ускорение свободного падения.

Тогда из формул (4) и (5) получаем:

I_прW²/2 = mhg (6)



Из выражения (3) получаем

P=WI_пр/ lt (8)

Формула для расчета силы микрорезания



где h (фиг.2) рассчитывают через измеренный угол;

h = lc(1-cos) (10)

здесь lc расстояние между осью шарнира и центром тяжести.