Лабораторная работа № 5 Влияние различных факторов на силу резания при точении

Вопрос 1. Силы, действующие на резец при точении обрабатываемой заготовки.

Система сил, действующих при точении, может быть приведена к одной равнодействующей силе R.

Точки приложения этой силы находятся на рабочей части резца. Для практических целей обычно нужна не сама равнодействующая R, а ее составляющие, действующие в заданных направлениях.

Такими силами являются:

1) Сила PZ - действующая в плоскости резания в направлении главного движения и определяющая нагрузку на станок и резец. Величина РZ определяет крутящий момент Мкр, по которому ведется расчет зубчатых колес и валов коробки скоростей станка

2) Сила Ру - радиальная составляющая, приложенная перпендикулярно к оси заготовки. Эта составляющая определяет силу отжима резца и прогиб заготовки, обуславливает точность изготовления детали. Сила Р, необходима для расчета станины и суппорта станка.

3) Сила Рx - составляющая, действующая вдоль оси заготовки параллельно направлению подачи. Эта сила определяет нагрузку механизма подачи станка.

Эти силы взаимно перпендикулярны, поэтому равнодействующую R определяют как диагональ параллепипеда:

Соотношение Рx, Рy и Pz не остается постоянных и зависит от геометрических параметров рабочей частя резца, элементов режима резания ( V,t,S), износа резца, физико-механических свойств обрабатываемого материала и условий резания. Отношения Рy/Pz и Рx/Pz возрастает с увеличением износа резца. Увеличение подачи S увеличивает Рx/Pz, уменьшение главного угла в плане увеличивает Рy/Pz. В некоторых случаях обработки Ру или Рх может не быть. Сила РZ действует всегда, поэтому ее часто называют главной составляющей силы резания.

Вопрос 2. Устройство механического динамометра \

Механический динамометр

Существует два вида механических динамометров: пружинный и рычажный. В пружинном динамометре сила или момент силы передаётся пружине, которая в зависимости от направления силы сжимается или растягивается. Величина упругой деформации пружины пропорциональна силе воздействия и регистрируется. В рычажном динамометре действие силы деформирует рычаг, величина деформации которого после регистрируется.

Вопрос 3. На какие составляющие и по каким направления разлагают равнодействующую силу резания. Сила резания и ее составляющие

Система сил, действующих при точении, может быть приведена к одной равнодействующей силе R (рис. 24), называемой силой резания. Точка приложения этой силы находится на рабочей части режущей кромки.

Рис. 24. Разложение равнодействующей силы R на составляющие Рz, Py, Px

В общем случае сила резания не расположена в главной секущей плоскости, а составляет с ней некоторый угол. При изменении обрабатываемого материала, геометрических параметров резца и режима резания сила резания R изменяет не только свою величину, но и направление относительно детали и резца. Поэтому при расчетах силу резания R раскладывают на три координатные оси Z, Y, X, получая проекции P_z, P_y и P_x.

Сила P_z – окружная сила или главная составляющая силы резания – действует в плоскости резания в направлении главного движения и определяет нагрузку на станок и резец. Величина P_z определяет крутящий момент М_кр, по которому ведется расчет зубчатых колес и валов коробки скоростей станка.

Сила P_y – радиальная составляющая, приложенная перпендикулярно оси заготовки. Эта составляющая определяет силу отжима резца от заготовки и прогиб заготовки, обусловливающий точность изготовления детали. Величина P_y необходима для расчета станины и суппорта станка.

Сила P_x – осевая составляющая, действующая вдоль оси заготовки параллельно направлению подачи. Эта составляющая определяет нагрузку механизма подачи станка. Величина P_x является исходной для расчета звеньев механизма подачи станка.

Три указанные составляющие силы взаимно перпендикулярны, поэтому величина и направление равнодействующей силы определяются как диагональ параллелепипеда:

.

Соотношение величин составляющих сил P_z, P_y, P_x не остается постоянным и зависит от геометрических параметров рабочей части резца, элементов режимов резания, износа резца, обрабатываемого материала, условий резания.

В некоторых случаях обработки одной из двух составляющих (P_x или P_y) может не быть. Например, при отрезке прутка отрезным резцом с режущей кромкой, параллельной оси:

и .

Сила P_z действует во всех случаях, поэтому ее и называют главной составляющей силы резания.