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.
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
- Подходы к проектированию режущих инструментов
- Выбор способа присоединения инструмента к станку
- Проектирование направляющей части
- Разработка технических требований
- Организация проектирования инструмента
- Особенности проектирования инструментов автоматизированного машиностроения
- Основные направления совершенствования конструкций режущих инструментов и развития теории их проектирования
- Пример разработки конструкции инструмента по методике, изложенной в работе
- Выбор режущего материала и способа его закрепления
- Выбор схемы резания и разработка структурной схемы инструмента
- Выбор геометрических параметров
- Новая страница
- Выбор значений передних и задних углов
- Выбор значений углов в плане
- Выбор углов наклона режущих кромок
- Улучшение геометрии инструментов
- Выбор способов формирования и отвода стружки из зоны резания
- Расчет зубьев и тела рабочей части инструмента на прочность и жесткость
- Оптимизация шага, размеров, формы зубьев и стружечных канавок
- Определение габаритных размеров и формы рабочей части
- Определение размеров и формы производящих контуров
- Расчет исполнительных размеров диаметра сверл, зенкеров, разверток и метчиков
- Коррекционный расчет профиля призматического и круглого фасонных резцов
- Коррекционный расчет профиля фасонной фрезы
- Расчет червячных модульных фрез
- Расчет зуборезных долбяков
- Выбор способов отвода теплоты из зоны
- Окончательная оптимизация конструкции рабочей части
- Выбор формы базовых поверхностей и элементов передачи усилий
- Выбор материала присоединительной части
- Выбор способа соединения присоединительной части с рабочей
- Расчет присоединительной части