Nghiên cứu hệ thống lực cắt khi phay

Một phần của tài liệu Dịh vụ ussd và các ứng dụng triển khai trên mạng thông tin di động vms mobifone (Trang 33 - 40)

Quy luật phân bố lực cắt khi phay khá phức tạp. Khi phay diện tích cắt thay đổi làm cho lực cắt thay đổi. Độ lớn của lực phụ thuộc vào số răng dao tham gia cắt gọt và diện tích cắt tức thời. Lực phay tổng cộng là tất cả các lực tác dụng lên răng dao phay.

2.3.1 Các thành phần lực cắt khi phay

Trên hình (2.1a) và (2.1b) biểu diễn hệ thống lực cắt mà răng dao phay tác dụng lên lớp cắt. Phản lực của P đợc phân tích ra 3 thành phần lực Pz, Py, Px theo hớng tiếp tuyến với đờng trỏn doa phay, pháp thuyến với nó và theo chiều trục dao.

Pz: lực tiếp tuyến (lực cắt chính) hay còn gọi là lực vòng tạo ra mô men xoắn cản lại chuyển động chính, làm tiêu hao công suất máy. Khi thiết kế, ngời ta tính toán động lực học máy theo Pz. Khi phay lực cắt thay đổi vì vậy khi tính toán chế độ cắt ta dùng mô men và công suất trung bình xác định theo lực vòng trung bình:

Mtb =

2000 .D Pz

Ncg =

102 . 60

.V Pz

Phản lực của Pz làm xoắn và làm cong trục dao

Hình 2.1: Lực cắt khi phay: a) Khi phay nghịch; b) Khi phay thuận

Px: lực hớng kính tác dụng vuông góc với phơng trục chính của máy phay có xu hớng đẩy chi tiết ra khỏi dao phay theo hớng kính. Lực này có xu hớng làm võng trục dao, đồng thời qua dố nó tạo ra một áp lực lên các ổ trục chính, do đó gây ra mômen ma sát phụ trên ổ. Khi tính toán sức bền trục gá dao cũng nh tính toán ổ trục chính thì lực này là một yếu tố quan trong để tính toán tải trọng phức hợp (độ cong của lực hớng kính và độ xoắn của lực tiếp tuyến) tâm xu hớng làm võng trục dao, đẩy dao khỏi bề mặt gia công, gây rung động.

Py: lực chiều trục làm xê dịch các chi tiết theo trục dao phay và phản lực của nó có chiều hớng dịch dao phay theo ổ trục. Khi chọn dao và gá dao sao cho Py hớng vào ổ trục máy hoặc khi gia công ghép 2 dao phay trụ soa cho hớng xoắn 2 dao là ngợc nhau để các lực Py triệt tiêu nhau.

Thờng các lực Pz, Py, Px không thuần nhất mà tuỳ thuộc vào điều kiện gia công cụ thể mà chúng thay đổi theo thông số hình học dao, vật liệu gia công, chiều dày cắt, số răng dao tham gia cắt đồng thời…Ngoài ra ta có thể phân tích lực Pxz thành các lực thành phần theo phơng ngang Pn và phơng thẳng đứng Pv. Lực thẳng đứng có xu hớng đè chi tiết xuống hoặc nâng chi tiết lên để tăng khả năng kẹp chặt hoặc ngợc lại tăng rung động do quá trình phay thuận hay phay nghịch.

Ví dụ với dao phay trụ, khi thay đổi lợng chạy dao răng trong điều kiện đợc chọn làm chuẩn thì tỉ lệ giữa các lực có có giá trị gần đúng nh sau:

- Phay thuËn:









÷

=

÷

=

÷

=

d z

z n

r z

P ) 9 , 0 7 , 0 ( P

P ) 9 , 8 0 , (0 P

P 8) , 0 6 , (0 P

- Phay nghịch:









÷

=

÷

=

÷

=

d z

z n

r z

P ) 3 , 0 2 , 0 ( P

P ) 2 , 1 1 ( P

P 8) , 0 6 , (0 P

Qua lực Pv ta có thể tính kết cấu đồ gá kẹp chi tiết và tính áp lực trên bề mặt của sống trợt bàn máy phay. Từ hình 2.1 ta có thể biểu diễn nh sau:

P® = Pz sinθ±Pr cosθ (+) Phay thuËn (-) Phay nghịch

Pn: thành phần ngang, còn gọi là lực chạy dao. Nó liên quan đến công suất chạy dao.

Pn = Pz cosθ± Pr sinθ (+) Phay thuËn (-) Phay nghịch

Đối với dao phay trụ răng xoắn, khi chạy dao còn xuất hiện lực dọc trục P0, và lực tác dụng dọc theo lỡi cắt Ps hình (2.2), nếu ta ký hiệu Q là tổng lực tác dụng lên răng xoắn thì có thể biểu diễn đợc nh sau:









+

= +

=

S N

o

P P Q

P Pxz Q

Gần đúng có:

Po =0,28Pztgω

PS =0,72Pztgω Trong đó:

PN: lực thành phần tác dụng vuông góc với lỡi cắt.

PS: lực thành phần tác dụng dọc theo lỡi cắt tạo ra do ma sát của phoi lên mặt trớc dao theo phơng xoắn vít, do đó gây ra sự co rút phoi theo chiều rộng lớp cắt.

o

P : lực dọc trục dao.

Hình 2.2: Thành phần lực cắt khi phay bằng dao phay trụ răng xoắn

* Khi phay bằng dao phay mặt đầu ngời ta phân biệt ra phay đối xứng và phay không đối xứng. Phay đối xứng khi đờng tâm dao trùng với đờng chia đ chi tiết, ộ còn phay không đối xứng ngợc lại.

Cũng nh dao phay trụ ta có thể phân tích tổng lực Q tác dụng lên dao phay mặt

đầu thành các lực thành phần nh sau: Pz, Pr, Pn, Pd, Po (hình 2.3).

Khi phay đối xứng thì các lực hớng kính sẽ triệt tiêu lẫn nhau.

Hình 2.3: Lực cắt khi phay đối xứng 2.3.2. Tính lực cắt khi phay

Giá trị của lực cắt vòng Pz khi phay đợc tính theo công thức:

P =Cp.txp.Szyp.Z.Bzp.Dqp(KG)

Với các hệ số và trị số mũ đợc tra ở bảng (2.1).

O

t=B

Pr

Pz Pd R

Pn n

θι

ϕ

S

Phay đối xứng

Bảng 2.1: Giá trị hệ số Cp và số mũ trong công thức tính lực cắt khi phay

Vật liệu

gia công Kiểu dao phay Cp xp yp zp qp

ThÐp

Phay trô, phay ngón phay mặt đầu khi cắt không đối xứng

68 0.68 0.74 1.00 -0.86

Phay mặt cầu khi cắt đối xứng phay

đĩa và cắt đứt

82 1.10 0.80 0.95 -1.10

Phay gãc 39 0.86 0.74 1.00 -0.86

Phay định hình lồi

và lõm 47 0.86 0.74 1.00 -0.86

Gang

Phay trô, phay ngón phay mặt đầu khi cắt không đối xứng

48 0.83 0.65 1.00 -0.83

Phay mặt đầu khi cắt đối xứng, phay bằng dao đĩa và phay cắt đứt

70 1.14 0.70 0.90 -1.14

Chó thÝch:

1. Giá trị của hệ số Cp trên đây ứng với khi phay có tốc độ cắt bằng 50 m/ph; dùng dao phay răng nhọn với góc trớc = 10 . Việc điều chỉnh hệ số º Cp phụ thuộc vào V tra ở tập bảng tra chế độ cắt. Lúc độ mòn của răng dao phay đạt đến giới hạn cho phép thì lực cắt khi gia công thép trung bình và gang t¨ng 20 40%.÷

2. Lực vòng P khi gia công hợp kim nhôm chỉ gần 25% lực khi gia công thép, khi gia công đồng thanh bằng 75% lực khi gia công gang.

2.3.3 Lực cắt trong quá trình phay mặt đầu

Thành phần tiếp tuyến của lực cắt trong quá trình phay mặt đầu đợc mô tả

trên hình 2.4

Hình 2.4 Diện tích cắt khi phay mặt đầu Cã thÓ viÕt

Pz = pA = pbSzsinθi

Trong trờng hợp phay mặt đầu có thể xác định lực cắt đơn vị theo công thức

i m m z m q

i

q b S

C a

b p C

θ sin

1

1 =

=

V× thÕ Pz = C1b1 q- ai1-msin1-mθi

Thay thÕ x = 1 – m; y = 1 – q ta cã Pz = C1byaixsinxθi

Bảng 2.2 cho giá trị các hệ số và số mũ trong công thức trên Bảng 2.2: Các hệ số Cp và số mũ x, y

Vật liệu gia công Khi phay phẳng Khi phay mặt đầu

C1 x C1 x y

ThÐp σpt = 450N/mm2 1200 0,63 1900 0,97 0,76 ThÐp σpt = 650N/mm2 1380 0,72 2030 0,93 0,80 ThÐp σpt = 850N/mm2 1000 0,72 1900 0,94 0,80

ThÐp Cr- Ni

σpt = 550N/mm2 1390 0,66 203 0,90 0,75

σpt = 800N/mm2 1440 0,72 2970 0,90 0,75

σpt = 900N/mm2 1740 0,74 2160 0,94 0,80

Gang

HB = 180÷200 800 0,67 1100 0,90 0,77

Hb = 220 950 0,67 1420 0,89 0,74

Đồng thanh 420 0,60 670 0,79 0,66

Một phần của tài liệu Dịh vụ ussd và các ứng dụng triển khai trên mạng thông tin di động vms mobifone (Trang 33 - 40)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(85 trang)