眾所周知,要想實現(xiàn)帶壓開孔機在管道上進行開孔施工,就要了解帶壓開孔機的工作原理以及帶壓開孔機在管道切削時所消耗的能量,選擇適合的動力源以及導(dǎo)出變速箱的具體參數(shù),也就相應(yīng)地得到了轉(zhuǎn)速和切削時的力矩模型,下面簡要介紹一下管道開孔機在帶壓開孔過程中切削力和切削合力的分解及來源:
1、切削力的來源
研究帶壓開孔時切削管道的切削力,對進一步弄清切削機理,對計算功率消耗,對刀具、鉆桿、變速箱的設(shè)計,對制定合理的切削用量,優(yōu)化刀具幾何參數(shù)等,都具有非常重要的意義。管道在被切削時,帶壓開孔刀具切入管道表面,使被切削的管道發(fā)生變形并成為切屑所需的力,稱為切削力。切削力來源于三個方面:
1.1克服被切削管道對彈性變形的抗力;
1.2克服被切削管道對塑性變形的抗力;
1.3克服切屑對前刀面的摩擦力和帶壓開孔刀具后刀面對過渡表面與已切削的管道表面之間的摩擦力。
2、切削合力及其分解
上述各力的總和形成作用在刀具上的合力Fr(國標為F)。為了實際應(yīng)用,Fr可分解為相互垂直的Fx(國標為Ff)、Fy(國標為Fp)和Fz(國標為Fc)三個分力。
在切削時:
Fz——主切削力或切向力。它切于過渡表面并與基面垂直。Fz是計算車刀強度,設(shè)計帶壓開孔機及帶壓開孔刀,確定液壓工作泵站和液壓馬達功率所必需的。
Fx——進給抗力、軸向力或走刀力。它是處于基面內(nèi)并與工件軸線平行與走刀方向相反的力。
Fx是設(shè)計進給(走刀)機構(gòu),計算車刀進給功率所必需的。
Fy——切深抗力、或背向力、徑向力 、吃刀力。它是處于基面內(nèi)并與工件軸線垂直的力。Fy用來確定與工件加工精度有關(guān)的工件撓度,詳見《天津先鋒管道加工手冊》TJXF-JG02,計算機床零件和車刀強度。它與工件在切削過程中產(chǎn)生的振動有關(guān)。
Fr=(Fxy2+Fx2)1/2=(FX2+FY2+FX2)1/2 其中Fy=fxycoskr FX=FXYsinKr
這個公式可以有效得出管道帶壓開孔機在切削管道過程中所需要的力和力矩,很容易計算出帶壓開孔機在帶壓開孔過程中所需要的液壓馬達的功率值,從而推算出液壓系統(tǒng)的壓力和轉(zhuǎn)速表。