24、机电系统与金属切削机床 CNC 系统现代化实践解析

机电系统与金属切削机床 CNC 系统现代化实践解析

1. 微粗糙度接触交互与切屑去除相关研究

1.1 理论公式推导

在微粗糙度接触交互的研究中，涉及到一系列理论公式的推导。其中，$P_n$ 为无量纲（相对）力，需通过模型实验确定。为使公式左右部分量纲相同，选取指数 $a = 1$ 和 $b = 2$，得到公式：
$P_n=\frac{H V t^2}{P}$ (21.4)
从叠加原理可知，$P_n$ 应与切削宽度 $B_t$ 呈线性关系，此时公式 (21.4) 变为：
$P_n=\frac{H V t B}{P}\left[\gamma, \alpha, r, t_f\right]$ (21.5)
在模型实验中，角度 $\alpha = 5°$ 以及摩擦系数 $f$ 保持恒定。钝圆半径 $r$ 通过实验确定，且仅取决于前角 $\gamma$，宽度 $B = 3$ mm 在所有情况下均保持不变。无量纲力可表示为：
$P_n=\frac{r}{t}\left[\gamma\right]\frac{H V t B}{P}$ (21.6)
基于此依赖关系，得到了用于计算黄铜棒与具有规则微凸起结构的摩擦表面相互作用时去除切屑体积的公式：
$V(\gamma)=\frac{P_{\Sigma} S B b_1}{H V P_n}$ (21.7)
其中，$P_{n\Sigma}$ 为黄铜棒的压力；$S$ 为工件表面微凸起之间的距离；$B$ 为棒材宽度；$b_1$ 为考虑填充泄漏的经验系数。

1.2 实验研究结果

在实验研究过程中，发现不同接触区域有不同的现象。在接触区域 AB，黄铜几乎不