Изменение перемещений

а — поперечное точение; б — попутное точение; в — изменение переднего ("[) и заднего (я) углов резания в процессе попутного точения

Геометрия режущего инструмента также оказывает влияние на упрочнение поверхностного слоя. Влияние радиуса закругления режущей кромки и главного угла в плане на глубину наклепа h и микротвердость Япо поверхностного слоя при обработке стали СтЗ дано на рис. 126. Изменение переднего угла при его положительных значениях не оказывает существенного влияния на глубину и степень наклепа. Переход к отрицательным углам приводит к существенному повышению глубины наклепа и, кроме того, менее интенсивно повышается степень наклепа. Увеличение заднего угла а от 0 до 8° сопровождается интенсивным уменьшением глубины и степени наклепа. Восприимчивость металлов к наклепу зависит не только от химического состава и физико-механических свойств, но и в значительной степени зависит от их микроструктуры.

рицательным передним углам и увеличение отрицательных передних углов резца приводит к снижению величины остаточных напряжений растяжения. При точении образца из стали 45 со скоростью 750 м/мин при переходе к передним углам у = —30° и у = —50° в поверхностном слое возникают остаточные напряжения сжатия, что объясняется интенсивным нагреванием поверхностного слоя и его закалкой. При точении образца из легированной, легко закаливающейся стали 18Х2Н4ВА даже при скорости резания 150 м/мин отрицательные углы у = —30° способствуют возникновению остаточных напряжений сжатия, а при скорости резания 750 м/мин при всех значениях отрицательных передних углов в поверхностном слое возникают сжимающие остаточные напряжения, и только при больших положительных передних углах — растягивающие. Изменение переднего угла влияет также на глубину залегания остаточных напряжений.

На рис. 1 показана экспериментальная зависимость уровня колебаний в диапазоне частот 1/3 октавы со среднегеометрической частотой 31,5 кГц. Очевидно, что интенсивность взаимодействия микронеровностей зависит от скорости относительного скольжения поверхностей контакта. Изменение геометрии режущего клина изменяет усадку стружки, а значит, и скорость ее скольжения по передней поверхности инструмента. Так, изменение переднего угла у с 10 до 2° (усадка стружки С меняется с 2,05 до 2,36) приводит к уменьшению уровня колебаний в диапазоне 1/3 октавы 31,5 кГц на 3,5 дБ. Причем с ростом износа усадка стружки увеличивается [6], что способствует уменьшению интенсивности колебаний, генерируемых на передней поверхности инструмента. Таким образом, контактные процессы на передней грани с ростом износа имеют различное влияние на интенсивность колебаний, что определяет большое рассеивание результатов эксперимента (рис. 1, а). Поэтому оценку состояния инструмента было предложено проводить также при высоте инструмента, который можно

вает, что величины (л. будут находиться в пределах от 040' до 1°, поэтому при наличии у фрез больших задних углов (обычно от 12 до 35°) величиной [j. можно пренебречь и принять а =су. Аналогично f = -(g, так как незначительное изменение переднего угла также не может сколько-нибудь существенно отразиться на работе фрезы.

Фиг. 14. Изменение переднего и заднего углов вследствие установки инструмента режущей кромкой выше центра.

Фиг. 15. Изменение переднего и заднего углов вследствие установки инструмента режущей кромкой ниже центра.

Фиг. 17. Изменение переднего и заднего углов резца

Улучшения конструкции сверла. Спиральное сверло обычной конструкции не является совершенным инструментом. Существенным недостатком его является прежде всего резкое изменение переднего угла на протяжении всей режущей кромки. По улучшению переднего угла спирального сверла имеются лишь компромиссные предложения.

Фиг. 9. Изменение переднего угла при подточке.

Геометрия режущего инструмента также оказывает влияние на упрочнение поверхностного слоя. На рис. 8 показано влияние радиуса закругления режущей кромки и главного угла в плане на глубину наклепа h и микротвердость Нпо поверхностного слоя при обработке стали Ст. 3. Изменение переднего угла при его положительных значениях не оказывает существенного влияния на глубину и степень наклепа. Переход к отрицательным углам приводит к существенному повышению глубины наклепа и менее .интенсивно повышается степень наклепа. Увеличение заднего угла а от 0 до 8° сопровождается интенсивным уменьшением глубины степени наклепа. Восприимчивость металлов к наклепу определяется не только химическим составом и физико-механическими свойствами, но и в значительной степени зависит от их микроструктуры.

Перейдем к определению относительных перемещений в узловых точках, которые сообщают минимальное значение дискретным функционалам (26.18) н (26.19). Воспользуемся численным методом локальных вариаций [3111. Алгоритм решения с помощью этого метола состоит н следующем. Зададим начальное приближение для компонент смещений и*, и* во всех внутренних узлах области н для тех граничных точек, где смещения подлежат определению. В качестве начального приближения можно принять распределение перемещений, полученное из решения упругой задачи. Выбирая достаточно малый таг h, произведем варьирование смещений во всех внутренних точках. Отметим, что изменение перемещений в одной точке приводит к изменению только части слагаемых в суммах (20.18) и (2(5.19), а именно тех, которые сия.чапы с мемептамп, окружающими данный узел.

Вычисление перемещений. Перемещения и и v при заданном распределении температуры можно найти из выражений, связывающих перемещения с деформациями и поворотом. Изменение перемещений при переходе от точки 1 к точке 2 (фиг. 11.19) определяется выражением

Из уравнения (11.39) изменение перемещений на длине As отрезка PQ

2. Таким образом, располагая основным уравнением движения плоского механизма с переменной массой в форме моментов (268) или в форме энергий (274), можно решать основные задачи динамики плоских механизмов. Для решения практических задач динамики этих механизмов с переменными массами и доведения их решения до числового результата важнейшим условием является тщательное изучение рабочих процессов, связанных с изменением масс звеньев. Надо устанавливать законы изменения: масс звеньев, их моментов инерции, положения центров масс, относительных скоростей движения центров масс по звену, а также скоростей отделения масс от звеньев. Теоретически не всегда можно разрешать эти задачи в аналитической форме и представить интересующие нас законы в виде конечных формул. Ввиду этого можно ожидать, что зависимости, связанные с переменностью масс, будут представлены главным образом в виде графиков и таблиц. Авторы считают, что в установлении необходимых для исследования законов изменения масс звеньев и других зависимостей, связанных с этим изменением, должны сыграть важную роль методы экспериментальной динамики машин. Кроме датчиков, реагирующих на изменение перемещений, скоростей, ускорений, сил, моментов, необходимо разработать и такие, которые могли бы в процессе движения регистрировать изменение масс, моментов инерции, положений центров масс и т. д. Только располагая достоверными сведениями о зависимостях, связанных с изменениями масс звеньев, можно создать модель такого звена с переменной массой и решать задачи динамики подобных механизмов.

Рис, 5. Изменение перемещений в системе

В результате получаем вектор ФА, характеризующий изменение перемещений (формы) и внутренних силовых факторов по е при колебаниях с частотой Kk:

Во-вторых, учитывается изменение перемещений, скоростей и ускорений внутри каждого временного интервала Д^. Именно способ учета этих изменений определяет точность, устойчивость и экономичность процедуры решения уравнения динамического равновесия методом конечных элементов на ЭВМ.

Перейдем к определению относительных перемещений в узловых точках, которые сообщают минимальное значение дискретным функционалам (26.18) ц (26.19). Воспользуемся численным методом локальных вариаций [311]. Алгоритм решения с помощью этого метола состоит в следующем. Зададим начальное приближение для компонент смещений «*, v* во всех внутренних узлах области и для тех граничных точек, где смещения подлежат определению. В качестве начального приближения можно принять распределение перемещений, полученное из решения упругой задачи. Выбирая достаточно малый шаг ft, произведем варьирование смещений во всех внутренних точках. Отметим, что изменение перемещений в одной точке приводит к изменению только части слагаемых в суммах (20.18) и (26.19), а именно тех, которые связаны с элементами, окружающими данный узел.

В результате получаем вектор tpk, характеризующий изменение перемещений (формы) и- внутренних силовых факторов по е при колебаниях с частотой hk:

По поводу экспериментальных исследований эластомеров сделаем одно замечание. Существуют расхождения в экспериментальных данных, полученных па эластомерных конструкциях. Они вызваны частично неизбежными вариациями свойств материала, но чаще несовершенством проведения экспериментов. На результаты влияет скорость нагружеиия. Быстрое на-гружение и быстрое изменение перемещений ассоциируются с динамическими нагрузками. При медленном нагружении могут возникать перемещения вследствие ползучести и других процессов, протекающих во времени. Поэтому только наиболее фун-