ISO 3002-4-1984 Basic quantities in cutting and grinding Part 4 Forces energy power《切削和磨削加工的基本参数 第4部分 力、能量和功率》.pdf

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1、Norme internationale 3002/4 INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.MEI(LLYHAPOHAR OPTAHM3Al ces termes ont t inclus la demande du comit techni- que ISO/TC 29, et sont publis sous la responsabilit des comits -. .- membres de lAllemagne, R.F. (DIN) de lItalie (UNI) et des Pays-Bas (NNI). Toute

2、fois, seuls les termes donns dans les langues officielles peuvent tre considrs comme termes ISO. 2 Rfrences ISO 841, Commande numrique des machines - Nomencla- ture des axes et des mouvements. ISO 3002/1, Dfinitions de base pour la coupe et la rectifica- tion - Partie 1: Gomtrie de la partie active

3、des outils cou- pants - Notions gnrales, systme de rfrence, angles de loutil et angles en travaih brise-copeaux. ISO 300212, Dfinitions de base pour la coupe et la retifca- tion - Partie 2: Gomtrie de la partie active des outils cou- pants - Formules de conversion gnrales liant les angles de loutil

4、en main et les angles en travail. ISO 300213, Grandeurs de base en usinage et rectification - Partie 3: Grandeurs gomtriques et cinmatiques en usinage. ISO 300215, Grandeurs de base en usinage et rectification - Partie 5: Terminologie de base propre au meulage. 2) 3 Forces et couples exercs par lout

5、il 3.1 force totale exerce par loutil : Rsultante des forces totales F (voir 4.1) exerces par toutes les partls actives enga- ges. 3.2 couple total exerc par loutil M: Totalit du couple produit par laction de coupe dun outil autour dun axe dter- min. 3.3 couple de coupe M,: Couple exerc autour de la

6、xe de rotation du mouvement de coupe. 4 Forces exerces par une partie active Bien que la force totale sur la partie active nagisse pas unique- ment sur larte, on admet que lorigine du vecteur de la force 1) Les dfinitions de toutes les donnes (imprimes en italique) mentionnes ou utilises dans la prs

7、ente partie de IISO 3002 peuvent tre trouves soit dans le corps de cette partie, soit dans IISO 3002/1, IISO 3002/2 ou dans IISO 3002/3 auxquelles le lecteur doit se rfrer. 2) Actuellement au stade de projet. 1 ISO 3002/4-1984 (F) totale est situe au point principal de larte. On ne prend pas ici en

8、considration les couples ainsi introduits. Tous les plans et directions ncessaires la dcomposition de la force totale sont aussi dfinis par rapport au point principal de larte. 4.1 force totale F exerce par une partie active: Totalit de la force produite par laction dune partie active de loutil sur

9、la pice. NOTE - En meulage, la force totale peut tre considre pour un grain individuel de la mme facon que pour une partie active dun outil. Cependant, on considre plus souvent la force totale exerce par tous les grains actifs. Pour la dcomposition de la force totale en meulage, le point principal D

10、 est dfini dans IISO 3002/5. 4.2 Principes gnraux relatifs la dcomposition de la force totale exerce par une partie active On peut considrer diffrentes espces de composantes de la force totale : a) les composantes gomtriques de la force totale prove- nant de la dcomposition du vecteur de la force to

11、tale sui- vant des axes quelconques; b) les forces physiques provenant dactions physiques spcifiques dans certaines directions, qui donnent lieu la force totale par leur action simultane. Par exemple, la composante gomtrique de la force totale sui- vant une certaine direction par rapport la face de

12、coupe peut tre engendre physiquement par une ou plusieurs composan- tes, telles quune composante de force de frottement et une composante de force de dflection (voir 424.31, etc. . La prsente partie de IISO 3002 traite uniquement de la dcom- position gomtrique de la force totale, mais lattention est

13、 atti- re sur le fait quune distinction nette doit tre tablie entre les composantes de la force totale exerce par une partie active, et les forces provenant dune action physique sur les surfaces de loutil, contribuant former la force totale. La dcomposition gomtrique peut tre entreprise de plu- sieu

14、rs facons. La prsente partie de IISO 3002 recommande la mise en application des principes suivants en ce qui concerne la terminologie et les symboles relatifs aux cas les plus courants. 4.2.1 Dcomposition gomtrique de la force totale suivant la direction des diffrents mouvements, et suivant des dire

15、ctions perpendiculaires ces mouvements Les composantes de la force totale peuvent tre obtenues par projection orthogonale suivant la direction des diffrents mou- vements et suivant des directions perpendiculaires ces mou- vements. Ceci sera la mthode usuelle, pour les problmes rela- tifs la puissanc

16、e. En principe, la composante de la force totale recevra alors un indice correspondant au mouvement consi- dr, soit : c pour la direction de coupe 2 f e N P NOTE et 4.3. 4.2.2 pour la direction davance pour la direction rsultante de coupe peut tre utilis comme indice additionnel pour indiquer une di

17、rection perpendiculaire une ligne ou une direc- tion, ou indiquer une direction perpendiculaire un plan. Lorsquil dfinit une direction perpendiculaire une ligne, le plan contenant la direction orthogonale doit tre spcifi pour la direction perpendiculaire au plan de travai/ Pf, cest-dire la direction

18、 perpendiculaire la fois la direction davance et la direction de coupe. - Une tude dtaille de ces principes est donne en 4.2.7 Dcomposition gomtrique de la force totale . - suivant la ligne dintersection de plans et de surfaces de loutil Le symbole de la composante de la force doit tre identifi par

19、deux indices: le premier pour indiquer le plan et le second pour indiquer la surface. Exemple: P F est la composante de la force totale agissant suivant Ik?tersection du plan normal larte P, et de la face de coupe A,. 4.2.3 Dcomposition gomtrique de la force totale suivant les axes de rfrence de la

20、machine (voir dfinition dans IISO 841 et figure 1). La composante de la force totale suivant un axe de machine doit tre identifie par lindice caractristique de cet axe, suivi de la lettre m (pour machine). Exemple: FXl?l - FYrll - Fzl?l 4.2.4 Composantes de la force totale par rapport des directions

21、 caractristiques de la pice ou un axe reli la pice Dans de tels cas, un indice complmentaire (WH doit tre ajout lindice (ou aux indices) indiquant la direction. Exemple: FXW - FYw - Fzw 4.2.5 Composantes de la force totale par rapport des directions caractristiques de loutil Dans de tels cas, un ind

22、ice supplmentaire (w doit tre ajout lindice (ou aux indices) indiquant la direction. Exemple: FXS - FYs - Fzs ISO 3002/4-1984 (FI l 4.2.6 Composantes de la force totale par rapport au plan de cisaillement prsum, la direction prsume du flux de copeaux, etc. Dans de tels cas, lindice sh doit tre utili

23、s pour la direction de cisaillement, et lindice ch pour la direction du flux de copeaux. Un exemple classique dans le cas particulier de la coupe ot-tho- gonale est donn en 4.4. 4.2.7 Composantes de la force totale suivant une perpendiculaire un plan ou une surface de loutil Lorsquil est ncessaire d

24、e dsigner une composante de la force totale suivant une direction perpendiculaire un plan ou une surface de loutil et que cette direction ne peut tre dfinie par rapport dautres directions (voir 4.2.1, 4.2.3 et 4.2.4) ou comme intersection de plans dfinis antrieurement (voir 4.2.21, il est alors nces

25、saire dindiquer la direction par deux indices; le premier pour dsigner le plan ou la surface de loutil et le second N pour indiquer la direction perpendiculaire au plan. Ainsi la composante de la force totale perpendiculaire au plan normal /arte P, doit tre dsigne par FnN et la composante de la forc

26、e totale perpendiculaire la face de coupe A, doit tre dsigne par FrN 4.3 Dcomposition gomtrique de la force totale exerce par une partie active, par projection orthogonale sur les directions de mouvement et sur leurs perpendiculaires (voir figures 2 et 3) 4.3.1 force active Fa (voir figures 2, 3, 4

27、et 5) : Projection de la force totale F dans le plan de travail Pf,. 4.3.2 force transversale Fp (voir figure 2): Composante de la force totale F perpendiculaire au plan de travai/ Pf,. NOTES 1 FP tant perpendiculaire la fois la direction de coupe, et la direction davance, elle nintervient pas dans

28、la puissance de coupe (voir 6.3). 2) F2 = F; + F2 D 4.3.3 Composantes de la force totale F dans le plan de travail par rapport la direction rsultante de coupe 4.3.3.1 force en travail Fe (voir figures 2, 3, et 4): Compo- sante de la force totale F obtenue par projection orthogonale sur la direction

29、rsultante de coupe (cest-dire selon le vecteur Q. Elle est donc situe dans le plan de traval Pf,. 4.3.3.2 force en travail perpendiculaire FeN (voir figure 3) : Dans le plan de travai/ Pf, composante de la force totale per- pendiculaire la direction rsultante de coupe. 4.3.4 Composantes de la force

30、totale dans le plan de travail par rapport la direction de coupe 4.3.4.1 force de coupe F, (voir figures 2, 3 et 5): Compo- sante de la force totale obtenue par projection orthogonale sur la direction de coupe (cest-dire selon le vecteur GJ. 4.3.4.2 force de coupe perpendiculaire FcN (voir figure 3)

31、 : Composante de la force totale perpendiculaire la direction de coupe et situe dans le plan de travail P,. F* a = FE + FE, 4.3.5 Composantes de la force totale dans le plan de travail par rapport la direction davance 4.3.5.1 force davance Ff (voir figures 2, 3, et 5): Compo- sante de la force total

32、e obtenue par projection orthogonale sur la direction davance (cest-dire selon le vecteur if). 4.3.5.2 force davance perpendiculaire Ff, (voir figure 3): Composante de la force totale perpendiculaire la direction davance et situe dans le plan de traval Pf,. F* a = F; + F + FD 4.3.7 Angles entre les

33、composantes de forces Les angles entre les composantes de forces doivent tre indi- qus de faon explicite. Exemple : FF, est langle entre F et Fa (voir figure 4); F2e est langle entre Fa et Fe, etc. F2 a = Fe + F;, 3 ISO 3002/4-1984 (FI De mme, COS FFa ou COS Fpe sont respectivement les cosinus des a

34、ngles entre F, Fa et Fa, Fe. NOTE - II est mathmatiquement correct de dcomposer nouveau dans un plan la projection de la force totale dans ce plan, mais la pro- jection sur une direction ne peut tre dcompose nouveau. Cest pourquoi lon peut calculer les composantes de la force totale dans le plan de

35、travai/ en calculant les composantes de la force active dans ce plan puisque (voir figure 4) COS FF, = COS F? COS FF, Exemple : Fe = F COS FFe = Fa COS FaF, = F COS F? COS FFe 4.4 Dcomposition gomtrique de la force totale dans le modle simplifi deux dimensions pour coupe orthogonale (voir figure 5)

36、Si lon admet que larte active est droite et ague que langle de direction darte de loutil K, = 90 et langle dinchnaison darte de loutil AS = Oo, si lon nglige toutes les composantes des forces physiques sur la face de dpouille et si lon admet aussi quil ny a pas de dformation latrale de la matire, la

37、 force de coupe totale peut tre dcompose suivant un modle deux dimensions dans le plan de travai/ Pf,. Dans ce cas F = Fa. 4.4.1 plan de cisaillement P, (voir figure 6) : Plan idal dans lequel la dformation de la matire, due au cisaillement, est suppose se produire. 4.4.2 angle du plan de cisailleme

38、nt (majuscule) 1) (voir figure 6) : Angle entre la direction de coupe et lintersection du plan de cisaillement P, avec le plan de travail P,. Dans le cas idal considr, langle du plan de cisaillement peut tre calcul comme suit: tg = COS Y” Ah - sin Yn o /1, est le rapport de compression de lpaisseur

39、de copeau, dfini comme le rapport de lpaisseur moyenne de copeau h, lpaisseur nominale de coupe hn (voir figure 6). Lpaisseur moyenne de copeau h, est mesure dans le plan de trava1 Pf, perpendiculaire la face de coupe A,. 4.4.3 force tangentielle au plan de cisaillement Fsh (voir figure 5) : Composa

40、nte de la force totale obtenue par projection orthogonale sur le plan de cisai/ement P,. 4.4.4 force perpendiculaire au plan de cisaillement FshN (voir figure 5): Composante de la force totale perpendiculaire au plan de cisaillement P, . F* = F + F$ 5 nergie Lnergie prendre en considration est celle

41、 correspondant une opration particulire excute sur une machine-outil don- ne, pendant une dure dtermine et dans des conditions de coupe bien spcifies. 5.1 nergie de coupe E, : nergie ncessaire pour assurer le mouvement de coupe en vue denlever une certaine quantit de matire. s t E, = 0 F,v, dt 5.2 n

42、ergie davance E,: nergie ncessaire pour assurer le mouvement davance en vue denlever une certaine quantit de matire. s t Ef = o FfVf dt 5.3 nergie de travail Ee: nergie ncessaire lenlvement dune certaine quantit de matire. Elle est ainsi la somme des nergies de coupe et davance. Ee = E, + Ef 6 Puiss

43、ance 6.1 puissance P: Produit scalaire des vecteurs force et vitesse pris, pour une opration particulire et dans des condi- tions de coupe bien spcifies, au mme point et au mme ins- tant. Sauf spcification contraire, le point considrer est le point principa/ de /arte. Dans le cas dun outil plusieurs

44、 dents, la puissance en travai/ de loutil est la somme des puissances de toutes les parties actives engages, considres au mme ins- tant. 1) II faut faire la distinction entre langle du plan de cisaI/ement dfini ci-dessus et langle de cisaillement se rapportant la dformation par rota- tion de la matire dfinie dans la thorie de la plasticit. 4