K MPa ( N / mm ). q Ennek megfelelően: K q K b h, A forgácsolóerő nagyságának meghatározásáról. Bevezetés

Átírás

1 A orgácsolóerő nagságának megatároásáról Beveetés A aipari tecnikus - képésben oktatott aipari gépek és tecnológiák, valamint a Gépéseti ismeretek tantárgak tanítása / tanulása során elmerület a kérdés: ogan leet megatároni a orgácsolóerő nagságát Uganis a jelenleg is asnálatos [ 1 ] tankönv eel egáltalán nem oglalkoik Perse, leet mondani, og a további tanulmánok egetem! során majd bitosan les erről is só, aonban nem mindenki tanul tovább, legalábbis nem oltat elsőokú tanulmánokat A aonban megtörténet, og leves eg - eg sakkönvet a polcról, ám ura, a ott sem talál erre néve asnálató, megértető ismereteket A alapvető kérdés itt serintem a, og a kérdeő tanuló mennire elsánt a válas eldolgoására, a megkapta at a kérdésére, a tanár - tól E termésetesen eltételei, og a tananagban eljutnak erre a területre, és og érdeklődnek a téma iránt Megjegem, eek egike sem magától értetődő, manapság Ennek megelelően jelen dolgoatomat asonnal tanulmánoatja tanuló és tanár, egaránt A orgácsolóerő nagságának sámításáról, általában Néük meg, mit ír erről [ ], melnek serője még eg korábbi tanár - generáció képviselője, íg ma már talán kevesebben ismerik nevét és munkásságát Idéem: A ajlagos orgácsolási ellenállást megkapjuk, a a orgácsolóerőt ostjuk a orgácskerestmetsettel K MPa ( N / mm ) ( 1 ) q Ennek megelelően: Kq Kb, ( ) aol b és a téglalap kerestmetsetűnek vett orgács kerestmetseti méretei Eek serint a orgácsolóerő nagsága például a ajlagos orgácsolási ellenálláson kerestül is megatároató, sámítással Itt aonban elmerület a gondolat, og K értékét is ( 1 ) serint állapítatták meg, vagis valaogan sert kellett tenniük - re Íg vissajutottunk a beveetőben eltett kérdése, nem igaán jutva előrébb Termésetesen kerestünk és találtunk a magar nelvű sakirodalomban egéb sámítási képleteket, sámító eljárásokat is, a orgácsolóerő megatároására Íg például a őként gépésmérnököknek, illetve mérnök - allgatóknak sóló [ ] - ban eg a könv megírásakor elvett pillanatképet mutatnak be a orgácsolóerő sámítással való megatároásáról, különböő elméleti modellek alapján Hasonlóan ld pl: [ 4 ]! : a ajlagos orgácsolóerő

2 k ( ) A serinti beveetésével elírja, og k A, ( 4 ) aol: ~ k: a ajlagos orgácsolóerő nagsága, ~ A: a elméleti orgácskerestmetset területe Majd at mondja, og például ~ sívós, képléken anagokra: k (4) R m, ( 5 ) ~ rideg anagokra ( mint a öntöttvas ): k (510) HB ; ( 6 ) itt R m : a anag sakítósilárdsága, HB pedig a anag Brinell - keménsége Látjuk, og végül is tapastalati képletek jöttek elő Hasonló a elet a ún empirikus kitevős alakú képleteknél, meleket kísérletek elemése alapján írtak el [ ] serint: A orgácsolóerőt követlen méréssel csak kísérletek alkalmával sokták megatároni a erőt gakran követett úton, teljesíténmérésből atároák meg A orgácsolóerő nagságának sámítása teljesítménmérések alapján E a tananag - rés már megtalálató a aiparban dolgoó sakmunkásoknak és tecnikusoknak sánt [ ] műben is Most mégis inkább a [ ], [ 4 ] serinti gondolatmenetet ismertetjük A orgácsolást jellemően villanmotorral megajtott gép végi Erre a esetre a össes teljesítmén oávetőlegesen: a időegség alatt elvégett munka : Pöss Porg P vest, ( 7 ) annak megelelően, og a motor által a álóatból elvett villamos teljesítmén két résre ordítódik: ~ a orgácsolásra, ~ a vesteségekre A gördülőcsapágas ágaású tengelekkel bíró orgácsoló gépeknél úg vessük, og a vesteségi teljesítmén megegeik a üresjárási teljesítménnel: Pvest P ü ( 8 ) Ekkor ( 7 ) és ( 8 ) serint: P P P ( 9 ) org öss ü Eek serint a orgácsolási teljesítmént úg atároatjuk meg, og ~ elősör megmérjük ( pl: wattmérővel ) a motor által elvett villamos teljesítmént orgácsoláskor; ~ másodsor megmérjük a elvett villamos teljesítmént uganolan körülmének köött, de orgácsolás nélkül, üresjáratban;

3 ~ a két mérési eredmén különbsége a elvett orgácsolási teljesítmén Most néük meg, ogan jutunk oá a orgácsolási teljesítménből a orgácsolóerő nagságáo! A teljesítmén képlete a iikában tanultak serint: P v, ( 10 ) aol: ~ : a orgácsolóerő vektora, ~ v: a sebesség vektora, a sersám pálájának adott pontjában Most elbontjuk a erőt is és a sebességet is a adott pontban árom, egmásra merőleges ( e1, e, e ) egségvektorokkal adott iránban: e e e e e e = + +, ( 11 ) v v e = e1 v e e v e e v1 v v ( 1 ) Majd ( 10 ), ( 11 ) és ( 1 ) - vel, a skalársorat megatároása miatt: P v + + v + v + v v v v, teát: P v v v ( 1 ) 1 1 Most legenek a ( 1,, ) elbontási iránok a aipari orgácsoláselméletben sokásos iránok Konkrétan a [ 1 ] serinti jelölésekkel 1 ábra, orrása [ 5 ] : ~ 1 = : a őorgácsoló erő irána; ~ = el: a eltérítőerő irána; ~ = n: a nomóerő irána 1 ábra A 1 ábra esetében alkalmaott jelölésekkel, ( 11 ) serint: el n ; ( 14 ) itt:

4 4 ~ : a őorgácsolóerő, ~ el : a eltérítőerő; ~ n : a nomóerő A orgácsolóerő ( 14 ) serinti elbontását a orgácsolóél eg adott pontjára, pl: a él köepére végeük el Majd ( 1 ) serint: v v vel v n ( 15 ) Eután a entiek serint: P v v v v = v v v ( 16 ) org el el n n el el n n Most maradjunk ismét a 1 ábra esténél, amel igen gakori a aiparban! Itt a sersám eg működő élére vonatkoó adatokat tüntettük el, elleniránú orgácsolás esetén, aol: ~ v: a sersám élsebessége; ~ e: a munkadarab előtolósebessége A sersám orgácsolósebessége a munkadarabban való elmodulás sebessége : v v e, ( 17 ) s aol: ~ e s : a sersám előtolósebessége A 1 ábra serint is, mivel a mogás relatív, ennáll, og e e, ( 18 ) s íg ( 17 ), ( 18 ) miatt a sebességvektorokra: v ve, ( 19 ) a skalárokra pedig ( 17 ) serint is: e v v e v 1 v A ( 16 ) - ban sereplő többi sebesség - nagság vag éró, vag elanagolató nagságú, íg ( 16 ) ekkor a alábbi alakot ölti: org ( 0 ) P v ( 1 ) Mintog a aipari orgácsolási visonok köött gakorta ennáll a e 1 v ( ) reláció, íg ( 0), ( 1 ) és ( ) - vel: P v ( ) org Ha megatárotuk a sersám élsebességének nagságát, például orgó őmogásnál a Dn v ( 4 ) 60 ismert képlettel D: élkörátmérő, n: ordulatsám, akkor a őorgácsolóerő nagsága ( ) - ból:

5 5 P org ( 5 ) v Végül a ( 9 ) és ( 5 ) képletekkel: P P v öss ü ( 6 ) Látjuk, og a 1 ábra serinti gakori esetben is csak a őorgácsolóerő nagságát tudjuk köelítőleg megatároni, teljesítménmérés útján E at jelenti, og a másik két orgácsolóerő - össetevő nagságának megatároásáo más, pontosabb módsert kell találni A orgácsolóerő nagságának sámítása núlásmérések alapján Erre néve bemutatjuk a [ ] - ból vett ábrát ábra ( Budapesti Műsaki Egetem Gépgártástecnológia Tansék )

6 [ ] leírása serint: Eek a erőmérők mint a elektromos elven működő erőmérők általában mecanikus és elektromos résből állnak A 1 mecanikus rés nagméretű késsár alakú, amel a estergapad késtartójába ogató be A késsárba erősítető a betétkés orgácsoláskor a késre ató erő követketében a késsár elvékonított rése deormálódik A deormációból a késre ató erő nagságára leet követketetni A deormáció nagságát a núlásmérő bélegek útján mérik Eek deormációját, ill ellenállás - váltoását a 4 núlásmérő íddal ( delexiós módserrel ), vag oscillográal mérik A ismertetett erőmérő előne nag pontossága, és a, og bármilen estergapadon egserűen alkalmaató Hátrána, og különleges elektromos berendeést és ennek megelelően keelése nag gondosságot igénel A núlásmérő béleges erőmérő eskö asnálatának leírására segítségül vessük a [ 6 ] munkában talált anagréseket Innen sármaik a ábra is 6 ábra A ábrán eg néget kerestmetsetű, egik végén beogott rudat látatunk, melet a sabad végének súlpontjában a ( x,, ) erőrendser terel A sabad végtől L távolságra lévő x = x 0 kerestmetsetben eleték el a ( 1 ), ( ), ( ) jelű núlásmérő bélegeket, a néget oldalainak köepén, amelek a x tengel menti núlásokat mérik A elemi Silárdságtan serint [ 7 ] a x - iránú ajlagos núlás: (x,, ) 1 N(x) M (x) M (x) xx xx (x,, ) E E A I I ( 7 ) Itt E: a mérőrúd anagának rugalmassági modulusa A kerestmetseti jellemők képletei:

7 7 A, 4 I I 1 A mérőelek kerestmetsetében a igénbevételek: N(x x 0) x, M (x x 0) L, M (x x 0) L ( 8 ) ( 9 ) A mérőbélegek elén a ajlagos núlás ( 7 ), ( 8 ), ( 9 ) - ből adódik Elősör: 1 x L L xx,1 x x 0, 0, 0 E A I I 1 x L 1 x 6 L, 4 E E 1 teát: 1 x 6 L xx,1, E ( 0 ) innen: 6L ( 1 ) E xx,1 x Másodsor: 1 x L L xx, x x 0,, E x L, E teát: 1 6 x L xx,, E ( )

8 innen: E xx, x 8 6L ( ) Harmadsor: 1 x L L xx, x x 0, 0, E x 6 L, E teát: 1 x 6 L xx,, E ( 4 ) innen: 6L E xx, x ( 5 ) Össegűjtve a ( 1 ), ( ), ( 5 ) egenleteket: 6L E xx,1 x, 6L E xx, x, ( E ) 6L E xx, x A ( E ) egenletrendsert megoldva: E x xx,1 xx,, E xx,1 xx, xx,, 1L E xx,1 xx, 1L ( 6 )

9 9 A ( 6 ) képletekkel, valamint a bennük sereplő ismert / mért menniségekkel a rúdvégi ( x,, ) terelő erőrendser megatároató Eután a orgácsolóerő nagsága Pitagorás tételével: ( 7 ) x Eel a eladatot megoldottuk Irodalom: [ 1 ] Lele Deső ~ Petri Lásló ~ Zsarnai Silárd: aipari gépek és tecnológiák I 4 kiadás, Műsaki Könvkiadó, Budapest, 005 [ ] Becske Ödön: aorgácsoló sersámok Ipari Sakkönvtár Soroat Műsaki Könvkiadó, Budapest, 1984 [ ] Bakondi Károl ~ Kardos Árpád: A gépgártás tecnológiája I: orgácsolás kiadás, Tankönvkiadó, Budapest, 197 [ 4 ] Bali János: orgácsolás kiadás, Tankönvkiadó, Budapest, 1988 [ 5 ] Serk Lugosi Armand: aipari kéikönv Műsaki Könvkiadó, Budapest, 1976 [ 6 ] ttp://wwwdirk-roelingprivatt-onlinede/downloads/iles/mecanikaugabenpd [ 7 ] Walter Scnell ~ Dietmar Gross ~ Werner Hauger: Tecnisce Mecanik Band : Elastostatik Springer Verlag, Berlin Heidelberg, 7 Aulage, 00 Sődliget, 010 november 0 Össeállította: Galgóci Gula mérnöktanár