Расчет зубьев и тела рабочей части инструмента на прочность и жесткость

Расчет зубьев и тела рабочей части инструмента на прочность и жесткость

Прочность и жесткость зубьев и тела рабочей части инструментов должны быть минимально достаточными. Расчеты на прочность и жесткость выполняются на основе теории прочности но методикам сопромата. Однако из-за сложности формы тела ряда инструментов, концентрации напряжений в местах перехода от одной поверхности инструмента к другой и в местах соединения режущих элементов и корпуса, сложного нагружения инструмента силами резания и большой хрупкости режущих материалов точные расчеты на прочность сделать нельзя. В сложности нагружения можно убедиться на примере простейшего инструмента — токарного прямого проходного резца. Он представляет собой консольную балку, нагруженную в вершине силами Pz, Рv, Рх (рис. 2.38). Силы Pz и Pv изгибают резец в двух плоскостях и закручивают его. Сила Pv вызывает сжатие и продольный изгиб. Кроме того, под действием этих сил резец подвергается срезу.

Прочность изучают экспериментально путем определения максимально допустимого сечения среза, подач на зуб или ломающих нагрузок. Эти сведения для стандартных и широко используемых инструментов приводятся в справочной литературе. Для специальных инструментов, не имеющих стандартных прототипов, выполняют приближенные расчеты с учетом нагрузок, определяющих главное напряжение. Так, резцы и зубья многолезвийных инструментов рассчитывают как консольные балки, защемленные одним концом, нагруженные только силой Рz сверла, зенкеры, развертки, метчики рассчитывают на кручение, протяжки — на растяжение и т.д. При этом принимают большой коэффициент запаса по прочности.

Проектирование рабочей части

В настоящее время известен очень точный метод расчета — метод конечных элементов. Разработаны подходы к расчетам прочности. Однако расчеты сложные, могут быть выполнены на ЭВМ по специальным программам, разработка которых требует больших затрат времени и высокой квалификации. Уже разработанные программы на отдельные инструменты не решают проблемы в целом, и поэтому метод пока не нашел широкого применения.   В процессе проектирования следует обращать особое внимание на недопущение концентраторов напряжений в местах перехода от одной поверхности к другой. Переходы должны быть плавными, острые внутренние углы не допускаются.

Смотрите также

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *