Методика измерения сил резания

Составляющие силы резания измеряют непосредственно в процессе обработки с помощью динамометров различных конструкций. В данной работе для измерения главной составляющей силы резания Р z использует-

ся однокомпонентный динамометр, изготовленный в виде тензометриче-

ского резца и, закрепляемый в резцедержателе токарного станка

(рис. 1.30, а).

Рис. 1.30. Тензометрический резец (а), схема соединения датчиков резца (б)

Датчики 1 и 2 вместе с аналогичными резисторами 3 и 4, установ- ленными на резце вне зоны деформации стержня, соединены в измери- тельный мост (рис. 1.30, б). Одна диагональ моста подсоединена к источ- нику питания U м , вторая измерительная диагональ соединена с усилите-

лем сигналов 5. В процессе резания в связи с деформацией датчиков 1 и 2,

возникает разность потенциалов UАБ точек А и Б, которая пропорциональна деформации стержня и приложенной к нему силе P z .

Возникший электрический сигнал подается на усилитель 5 и затем

измеряется милливольтметром 6. Для перевода показаний прибора в еди- ницы измерения силы, Н, необходимо провести операцию его градуирова- ние. Суть градуирования милливольтметра состоит в экспериментальном определении цены деления его шкалы в единицах измерения силы, Н.

При градуировании резец с наклеенными датчиками закрепляют в резце-

держателе станка и нагружают известной силой Р(P z ), постепенно увели-

чивая ее значение и каждый раз фиксируя показания на приборе 6.

Для нагружения резца в данной работе используется кольцевой ди- намометр, состоящий из стального закаленного кольца 2 с закрепленным в нем индикатором часового типа 3 (рис. 1.31, а).

Рис. 1.31. Схема градуирования милливольтметра динамометра (а),

градуировочный график (б)

Создание силы P осуществляют ввинчиванием винта 4 в специаль- ную стойку 5. При нагружении динамометра кольцо 2, передавая усилие P резцу 1, упруго деформируется. Деформацию кольца, пропорциональную нагрузке, измеряют индикатором 3. Цена деления шкалы индикатора коль- цевого динамометра равна 110 Н.

При градуировании необходимо выполнить далее приведенные дей-

ствия.

1. Произвести предварительную нагрузку (один–два раза) резца до максимальной, а затем снять нагрузку.

2. Установить индикатор 3 динамометра на нуль.

3. Последовательно (через одно деление индикатора динамометра) нагружать систему путем вворачивания винта 4 с регистрацией нагрузки и показаний милливольтметра. Результаты тарирования записать в

табл. 1.10.

Данные градуирования милливольтметра

Таблица 1.10

4. Последовательно через одно деление индикатора произвести раз-

грузку резца с фиксацией показаний милливольтметра.

5. Построить градуировочный график (см. рис. 1.31, б). На данном графике экспериментальные точки следует соединить ломаной линией 1, а нагрузочную ветвь этой линии аппроксимировать прямой 2.

6. Выбрать на аппроксимированной прямой 2 нагрузочной ветви про-

извольно точку «А», определить для нее значения силы P z A и показание милливольтметра nA. По определенным значениям рассчитать новую цену деления k, Н/дел, милливольтметра через отношение

k = P z A / nA , (1.19)

При последующих измерениях силы P z непосредственно в процессе резания на регистрирующем приборе фиксируют показания в виде числа делений n, которое умножают на цену деления k и получают измеренное

значение силы P z .