
Влияние различных факторов на составляющие сил резания
1 Обрабатываемый материал С увеличением предела прочности при растяжении и твердости обрабатываемого материала увеличиваются все составляющие силы резания (Рис.45).
Рис.45. Влияние характеристик обрабатываемого материала на составляющие силы резания
2 Глубина резания и подачи С увеличением глубины резания t увеличивается площадь сечения срезаемого слоя, значит резание будет протекать с большими силами Рх, Рy,. Рz, (Рис.46).
Рис.46.Влияние глубины резания и подачи на составляющие силы резания
При увеличении глубины резания увеличивается ширина среза b (Рис.47,а), а значит пропорционально возрастут площади контакта по передней и задней поверхностям, деформируемый объем стружки и главная составляющая сила резания Рz.
При увеличении подачи увеличивается толщина среза а (Рис.47,6). Площадь контакта, а значит и силы, действующие по задней главной поверхности, при этом не изменяются. Площадь контакта и силы, действующие на передней поверхности, возрастают в меньшей степени, чем возросла подача. Поэтому силы резания с увеличением подачи растут в меньшей степени, чем с увеличением глубины резания (Рис.46).
3 Скорость резания
Характер зависимости сил сопротивления резанию определяется наростообразованием на режущей части резца (Рис.48).
Рис.48.Влияние скорости резания на составляющие силы резания
При скоростях до 20 м/мин нарост увеличивается, что способствует увеличению действительного переднего угла резца, а значит облегчению стружкообразования и снижению главной составляющей силы резания Рz. Дальнейшее увеличение скорости приводит к уменьшению нароста и увеличению силы Рz. При скорости резания более 70 м/мин сила Рz снижается с последующей стабилизацией (при V>150 м/мин). Это объясняется снижением сил трения между резцом и деталью при высоких скоростях (эффект смазки размягченного материала стружки).
4. Передний угол
С увеличением переднего угла у уменьшается степень деформации срезаемого слоя, снижаются силы трения по передней поверхности и силы нормального давления стружки на резе, что приводит к уменьшению силы Р, (Рис.49).
Рис.49.Влияние переднего угла на главную составляющую силы резания
Следует также отметить, что с изменением переднего угла существенно изменяется соотношение сил Рz и Рy. Увеличение переднего угла увеличивает роль главной составляющей силы резания Рz в процессе стружкообразования.
5. Главный задний угол
При увеличении главного заднего угла а силы Рx, Рy, Рz сначала снижаются (от 0° до 10°). а затем стабилизируются (Рис.50).
Рнс.50.Влнянне главного заднего угла на составляющие силы резания
Снижение сил связано с уменьшением площадки контакта резца с поверхностью резания.
6. Главный угол в плане
С увеличением главного угла ф в плане (при Rв=0) уменьшается ширина срезаемого слоя. Что приводит к уменьшению сил трения по передней и главной задней поверхностям, а значит к снижению силы Рz.
Так как в реальных условиях Rв>0, то зависимость силы Рz от φ имеет более сложный характер: сначала наблюдается снижение, а затем (при φ >60°) возрастание силы Рz (Рис.51).
Рис.51.Влияние главного угла в плане на составляющие силы резания
Возрастание силы Рz объясняется влиянием криволинейного участка лезвия резца на общую ширину сечения срезаемого слоя в диапозоне φ 60.. .90°.
Изменение угла φ изменяет соотношение составляющих сил Рx и Рy. Увеличение угла φ резко уменьшает силу Рy и увеличивает силу Рx (Рис.52).
Отсюда следует важный практический вывод: для уменьшения радиальных деформаций нежестких деталей при точении и снижения погрешностей обработки целесообразно работать с главным углом в плане φ 90° и Rв=0.
7 Радиус при вершине резца
С увеличением Rв возрастают составляющие Рx, Рy, Рz (Рис.53).
Рис.53.Влияние радиуса скругления вершины на составляющие силы резания
8 Смаючно-охлаждакнцие технологические средства (СОТС)
Применение СОТС снижает трение резца с заготовкой, что способствует снижению сил резания (Рис.54).
Рис.54.Влияние вязкости СОТС на составляющие силы резания
9 Износ резца.
С увеличением износа резца возрастает площадка контакта между ним и заготовкой. Это приводит к увеличению сил трения, а значит и составляющих сил резания (Рис.55).
Рис.55.Влияние износа резца на составляющие силы резания