§5.Силы резания

Действующие на резец силы (рис. 9, а) обычно приводятся к силам упругой Р_упр и пластической Р_пл деформаций, действующим нормально к передней поверхности резца, и силам P^'_упр и Р^'_пл, действующим нормально к задней поверхности резца.

В свою очередь силы трения Т = μ(Р_упр + Р_пл) и Т' == μ(Р'_упр + Р'_пл) действуют соответственно вдоль передней и задней поверхностей резца.

Упомянутая система сил приводится к равнодействующей силе R (рис. 9, б).

Равнодействующая сила резания R обычно раскладывается на три взаимно перпендикулярные составляющие Р_x, Р_у и Р_z.

Составляющая сила Р_z, действующая в плоскости резания, называется силой резания. По этой силе определяют крутящий момент на шпинделе станка, мощность резания и производят расчет механизма коробки скоростей и прочности резца. Составляющая сила Р_y, действующая в горизонтальной плоскости и совпадающая с направлением поперечной подачи, называется радиальной силой. Сила Р_у действует на обрабатываемую заготовку, изгибая ее, что влияет на точность обработки и одновременно отжимает инструмент от заготовки.

Составляющая Р_x действует в горизонтальной плоскости, совпадает с направлением продольной подачи и называется силой подачи. Силу Р_x должен выдержать механизм подач станка.

Величина силы резания Р_z определяется по формуле, полученной обработкой опытных данных:

Р_z = С_рt^XpS^Yp, кГ,

где С_р— коэффициент, зависящий от качества обрабатываемого металла; t— глубина резания в мм, S— подача в мм/об, Х_p и Y_р— показатели степени при глубине резания и подачи.

Значение С_р и показатели степеней Х_р и Y_р для конкретных условий приведены в различных нормативных материалах, откуда их и выбирают для практических целей.

Обычно Y_р = 0,75, а X_р = 1, вследствие чего для уменьшения силы резания при обтачивании с одним и тем же сечением среза f = tS рекомендуется выполнять обработку при большей подаче и меньшей глубине резания.

Вычислив силу Р_z, переходят к определению сил Р_x и Р_у. Однако соотношение сил Р_z, Р_x, Р_у зависит от элементов режущей части резца и режимов резания (t, S, V), от свойств обрабатываемого материала и износа резца, от условий резания и других факторов. В среднем соотношение составляющих сил резания можно принять:

Рz : Ру : Рx = 1 : 0,45 : 0,35.

§6.Скорость резания. Стойкость инструмента

Значение скорости резания обычно вычисляют по эмпирической формуле

,

где С_v— коэффициент, учитывающий условия обработки (материал, охлаждение и т. д.); x_v, y_v— показатели степеней при глубине резания и подаче.

Величины C_v, x_v, и y_v для конкретных условий обработки выбирают по справочникам; Т— время работы инструмента от одной заточки до затупления при достижении принятого критерия износа называют стойкостью инструмента. В практике машиностроения принимают стойкость— Т проходных резцов из быстрорежущей стали—30...60 мин, оснащенных твердым сплавом 45...90 мин, оснащенных минералокерамикой 30...40 мин и резьбовых и фасонных резцов 120 мин; т— показатель относительной стойкости. При обработке незакаленной стали резцами, оснащенными твердыми сплавами, т = 0,125, при обработке чугуна т = 0,2.