商人圈图|优缺点
商人圆图及其应用
在正交切削中,当切屑沿正交平面π0流动时,切削力(合力)及其分量PZ和PXY保持在正交平面内。图1示意性地显示了作用在以恒定速度从剪切区出来的连续切屑上的力。那块芯片显然处于平衡状态。
芯片段中的力为:
- 从工作方面:
- Ps–剪切力。
- Pn -垂直于剪力的力。
从工具方面:
R1=R(处于平衡状态),其中R1=F+N
N–垂直于耙面的力。
切削刀具界面的摩擦力。
由此产生的切削力R或R1可进一步分解为:,
R1=PZ+PXY
式中,PZ–沿速度矢量的力。
PXY -沿正交平面的力。
以R或R1为直径绘制的圆称为Merchant圆,其中包含所有与拦截有关的力分量。两个圆及其作用力组合成一个圆,其中包含所有作用力,如图所示
图中的商户圆图(MCD)。
商户圆圈图中显示的力的重要性为:
Ps–产生切屑或通过剪切将切屑与母体分离所需的剪切力。
Pn–与Ps一起固有存在。
F–切屑-刀具界面处的摩擦力。
N–垂直于耙面作用的力。
PZ=PXY–PX+PY=作用于切削速度方向的主要力或功率分量。
PS的大小提供了切割作用下工作材料的屈服剪切强度。F的值以及F和N的比值表明了切屑-刀具界面上摩擦等交互作用的性质和程度。力分量PX、PY、PZ通常通过直接测量获得。同样,PZ有助于确定切割功率和特定能量需求。设计刀具和机床时,还需要力分量。
商人圈图的优势运用
正确使用MCD可实现以下功能:
- 简单,快速和合理准确的确定其他几个力从几个已知的力涉及加工。
- 可以很容易地确定切屑-刀具界面处的摩擦力和动态屈服剪切强度。
- 有关不同力的方程式很容易推导出来。
MCD使用的一些限制:
- 商户圆图(MCD)仅适用于正交切割。
- 通过比率F/N,MCD给出了表观(非实际)摩擦系数。
- 它基于单剪切面理论。








