ΜΗΧΑΝΟΥΡΓΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ 1

Transcript

1 ΜΗΧΑΝΟΥΡΓΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Ειδική αντίσταση κοπής Assistnt Pro. John Kehgis Mehnil Engineer, Ph.D.

2 Περίγραμμα Στο κεφάλαιο αυτό γίνεται εκτενής αναφορά στο μηχανισμό της ορθογωνικής κοπής. Εισαγωγή - Κατεργασίες και κοπή μετάλλων Ο μηχανισμός της μηχανικής κοπής-ορθογωνική κοπή Γεωμετρικοί παράμετροι Γραφικός υπολογισμός των δυνάμεων Αναλυτικός τρόπος υπολογισμού των δυνάμεων Σχέση γωνιών φ, ρ, γ Ταχύτητες κατά την κοπή Η παραγωγή θερμότητας κατά την κοπή Ειδική αντίσταση κοπής Η λοξή κοπή Διάρκεια ζωής κοπτικού εργαλείου

3 Ειδική ενέργεια κοπής (P 3 Είναι η ενέργεια που καταναλώνεται για να αφαιρεθεί μία μοναδιαία ποσότητα αποβλίττου. Υπολογίζεται με δύο τρόπους:. Από τον τύπο:,, (, 3 3 m s W m J m N A L L P w Όπου L το θεωρητικό μήκος αποβλίττου. Από τον τύπο: (, 3 m s W A u A u Q W P Όπου: W, ισχύς κοπής; Q: ρυθμός αφαίρεσης αποβλίττου; A : Επιφάνεια διατομής αποβλίττου πριν την κοπή

4 Ειδική αντίσταση κοπής (K 4 Η δύναμη κοπής ( διαιρούμενη με την επιφάνεια διατομής του θεωρητικού αποβλίττου μας δίνει την ονομαστική τάση κοπής ή την ειδική αντίσταση (τάση, πίεση κοπής (K K w A P Η ειδική αντίσταση κοπής δεν είναι πραγματική τάση παρόλο που έχει μονάδες τάσεως

5 Kienzle-Vitor Θεωρία 5 Πειραματικά έχει βρεθεί ότι: K K z Όπου K, z, σταθερές και τις παίρνουμε από πίνακες και, το θεωρητικό πάχος αποβλίττου

6 Ειδική αντίσταση κοπής-πίνακας 6

7 Παρατήρηση : 7 Παρατήρηση: Όταν το θεωρητικό πάχος αποβλίττου αυξάνει, η ενέργεια που καταναλώνεται για να αποβάλουμε μία μονάδα όγκου αποβλίττου μειώνεται. Εξήγηση: (Η ενέργεια που καταναλώνεται λόγω τριβής στη δι-επαφή κοπτικού - αποβλίττου και στη δι-επαφή μύτης κοπτικού και επεξεργασμένης επιφάνειας, είναι σχεδόν ανεξάρτητη από το θεωρητικό πάχος αποβλίττου. Άρα για μια μονάδα όγκου με μικρότερο θεωρητικό πάχος αποβλίττου θα απαιτηθεί μεγαλύτερο μήκος αποβλίττου, και συνεπώς περισσότερη ενέργεια θα καταναλωθεί λόγω τριβής στην δευτερογενή και τριτογενή ζώνη με αποτέλεσμα να αυξήσει την συνολική ενέργεια που καταναλώνεται

8 Παρατήρηση : 8 Παρατήρηση: Όταν η ταχύτητα κοπής αυξάνει, η αντίσταση κοπής μειώνεται, για σταθερό πάχος θεωρητικού αποβλίττου Εξήγηση: Όσο μεγαλώνει η ταχύτητα, το μήκος του αποβλίττου αυξάνει άρα αυξάνει η θερμότητα που παράγεται στις τρεις ζώνες, άρα το υλικό του τεμαχίου αυξάνει την θερμοκρασία με αποτέλεσμα να μειώνεται η αντίσταση του σε κοπή. Πειραματικά αυτό επιβεβαιώνεται διότι παρατηρούνται μικρότερες δυνάμεις κοπής.

9 Υπολογισμός ισχύος κοπής- (/ 9 Η ισχύς της κοπής υπολογίζετε: W ( N u ( m/ se ( W W ( Kp u( m / min 4500 ( PS u ( KW 60 Επίσης, μπορεί να υπολογιστεί από τον τύπο: W P Q Όπου, Q; ρυθμός αποβολής του υλικού, και P ειδική ενέργεια κοπής

10 Υπολογισμός ισχύος κινητήρα 0 Η ισχύς κοπής στον κινητήρα της εργαλειομηχανής υπολογίζεται από τον τύπο W D W n όπου n, ο βαθμός απόδοσης

11 Κατανάλωση ενέργειας Ο ρυθμός κατανάλωσης ενέργειας στη ζώνη διάτμησης υπολογίζεται από τον τύπο: W s s u s Ο ρυθμός κατανάλωσης ενέργειας στη ζώνη τριβής προσώπου-αποβλίττου W u

12 Ο υπολογισμός της ενέργειας που καταναλώνεται κατά την κοπή είναι χρήσιμος, διότι επιτρέπει: τον υπολογισμό της απαραίτητης ισχύος που πρέπει να έχει ο ηλεκτροκινητήρας της ατράκτου της εργαλειομηχανής, καθώς επίσης και τους ρυθμούς αφαίρεσης υλικού που μπορούμε να επιτύχουμε κατά την κοπή.

13 Άσκηση 3 3 Έστω ορθογωνική κοπή χάλυβα k60 με τα ακόλουθα στοιχεία κοπής: πάχος αποβλίττου πριν την κοπή, =0,mm πλάτος αποβλίττου, w = 0.5mm ταχύτητα κοπής, u =38m/min K =3Kp/mm z=0,8 Να υπολογιστεί:. Η ειδική αντίσταση κοπής K. Η δύναμη κοπής 3. Η ισχύ κοπής W 4. Η ισχύς της ατράκτου της μηχανής αν ο βαθμός απόδοσης είναι 0,7

14 4 K K z Kp / 3 mm Kw Kp 4N W u W W 9 WD 3W n 0.7

15 Άσκηση 4 5 Έστω ορθογωνική κοπή με τα παρακάτω χαρακτηριστικά: =0.3mm v =30m/min γ=0 ο w =6.35mm o =0.3mm =560N t =0N Υπολογίστε το ποσοστό της ενέργειας που καταναλώνεται στη ζώνη τριβής κοπτικούαποβλίττου.

16 Λύση 6 v v W W o N N o t 30 (3 600 ( 3 0 ( ( 600 o o W W

17 7

18 Εργαλείο τόρνου 8 κ: γωνία κοπτικής ακμής από άξονα τεμαχίου (γωνία θέσης α p : Βάθος κοπής (Do : πρόωση (mm/rev w : θεωρητικό πλάτος αποβλίττου : θεωρητικό πάχος αποβλίττου p w w p sin k sin k w K p K

19 Εργαλείο δραπάνου (τρυπάνι 9 sin( sin( sin( z D z p w p z z p z K D z K z D K,

20 Φραίζα (μετωπικό φραιζάρισμα 0 z : πρόωση ανά δόντι κατά την ακτίνα z : πρόωση ανά δόντι w z sin( z z p sin( sin(

21 Φραίζα (μετωπικό φραιζάρισμα Δύναμη κοπής ανά δόντι: K sin( sin( K z w w z

22 Φραίζα (μετωπικό φραιζάρισμα Μέση δύναμη κοπής ανά δόντι: os( (os( sin( sin( sin( z w z w z m w zm K d K d K Ισχύει: D v r v r D v r v r os( os(

23 Φραίζα (μετωπικό φραιζάρισμα 3 Άρα: sin( ( ( sin( ( sin( os( (os( sin( D B rd D v v D v D v z z z z m ή sin( ( 4.6 D B z o m

24 Φραίζα (μετωπικό φραιζάρισμα 4 Συνολική δύναμη κοπής: zm 360 z z: αριθμός δοντιών

25 Φραίζα (περιφερικό φραιζάρισμα 5 Ισχύει: B 0 p 90 αντικαθιστώντας: w 4.6 z p D

26 Άσκηση 5 6 Να υπολογιστούν οι γωνίες αποβλίττου και ελευθερίας όταν το εργαλείο μετατοπιστεί mm είτε προς τα πάνω είτε προς τα κάτω, στην αξονική κοπή με τορνάρισμα.

27 7 0 ο 60mm 5 ο

28 8 mm

29 9 mm

30 Λύση 30 mm 0 ο ω 30mm ημ(ω=/30 ω=3,8 ο 5 ο ω άρα: α=5+3,8=8,3 ο άρα: γ=0-3,8=6,8 ο

31 Λύση 3 mm ω 30mm 0 ο ημ(ω=/30 ω=3,8 ο ω 5 ο άρα: α=5-3,8=,8 άρα: γ=0+3,8=3,8 ο

32 Βιβλιογραφία:. Παπαϊωάννου Σπύρος (98, Σημειώσεις Μηχανουργικής Τεχνολογίας, Παν/μιο Πατρών.. Κεχαγιάς Ιωάννης (009, Εργαλειομηχανές Ψηφιακής Καθοδήγησης: Θεωρία & Εργαστήριο, Εκδόσεις ΙΩΝ, ISSN: ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ Ερωτήσεις ;