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 Р_х, Р_y,. Р_z, (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 Р_z.

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 Р_z. Дальнейшее увеличение скорости приводит к уменьшению нароста и увеличению силы Р_z. При скорости резания более 70 м/мин сила Р_z 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 Р_z и Р_y. Увеличение переднего угла увеличивает роль главной составляющей силы резания Р_z в процессе стружкообразования.

5. Главный задний угол

При увеличении главного заднего угла а силы Р_x, Р_y, Р_z 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 R_в=0) уменьшается ширина срезаемого слоя. Что приводит к уменьшению сил трения по передней и главной задней поверхностям, а значит к снижению силы Р_z.

Так как в реальных условиях R_в>0, то зависимость силы Р_z от φ имеет более сложный характер: сначала наблюдается снижение, а затем (при φ >60°) возрастание силы Р_z (Рис.51).

Рис.51.Влияние главного угла в плане на составляющие силы резания

Возрастание силы Р_z объясняется влиянием криволинейного участка лезвия резца на общую ширину сечения срезаемого слоя в диапозоне φ 60.. .90°.

Изменение угла φ изменяет соотношение составляющих сил Р_x и Р_y. Увеличение угла φ резко уменьшает силу Р_y и увеличивает силу Р_x (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 R_в=0.

7 Радиус при вершине резца

С увеличением R_в возрастают составляющие Р_x, Р_y, Р_z (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