Силы резания при точении.
В процессе резания резец воздействует на деталь с некоторой силой. Реакция этой силы будет воздействовать в свою очередь на резец. Эта реакция называется силой сопротивления резанию.
Для удобства расчетов эту силу R раскладывают на три взаимоперпендикулярные силы, направление которых совпадает с главным движением и движением подачи или обратно им.
R=√Px²+Py²+Pz²
Px – осевая сила или сила подачи. Эта сила направлена обратно подачи.
Py – радиальная сила. Направлена перпендикулярно оси заготовки.
Pz – тангенсиальная сила или сила резания. Направление этой силы совпадает с направлением главного движения.
На соотношение между силами влияет: режимы резания, геометрия инструмента, обрабатываемый материал и т.д.
Действие сил Px, Py, Pz на инструмент, заготовку и станов.
Действие на инструмент:
Сила Py стремится отогнуть резец от детали, Px изгибает резец в горизонтальной плоскости, Pz изгибает в вертикальной плоскости.
Действие сил на заготовку:
Сила Px', действующая на заготовку, прижимает ее к переднему центру и создает изгибающий момент.
М=(Px+D)/2
Сила Py' изгибает заготовку. Сила Pz' создает момент сопротивления резанию.
Мс.р=Pz'×D/2
Мв.р.>Мс.р.
Действие на станок:
Сила Pz воздействует ну суппорт и станину, по ней определяется мощность требуемая на резание. Сила Px воздействует а упорные подшипники и по ней рассчитывается механизм подачи станка. Сила Py воздействует на радиальные подшипники, по ней рассчитываются подшипники и станок на жесткость.
Теплообразование при резание металлов.
Существует два метода измерения температуры в зоне резания:
с использованием искусственной или естественной температуры
метод термокраски
Q=Q1+Q2+Q3+Q4
Q1 – тепло выделенное на стружку
Q2 – тепло выделенное на инструмент
Q3 – тепло выделенное в окружающую среду
Q4 – тепло на деталь
Износ резца.
При обработке резанием передняя и задняя поверхности изнашиваются. На передней поверхности образуется лунка, а на задней площадка износа. Износ по передней поверхности характеризуется высотой и шириной лунки. Износ по задней поверхности характеризуется высотой площадки износа.
b – ширина лунки
hл – высота лунки
hз – высота площадки на задней поверхности резца
Т(мин) – стойкость инструмента
Стойкостью инструмента называется машинное время работы между двумя переточками.
I – период начального износа или период приработки инструмента.
II – период нормального износа инструмента.
III – период катастрофического (усиленного) износа инструмента.
Влияние различных факторов на силы резания.
На силы резания влияют: физико-механические свойства обрабатываемого материала; глубина резания; подача; главные углы резца: передний угол, главный угол в плане φ; скорость резания и износ резца.
чем больше прочности и твердость, тем больше сопротивление резанию, тем выше силы резания.
чем больше глубина резания и подача, тем больше площадь среза, увеличение глубины вызывает резкое увеличение сил, увеличение подачи сказывается на увеличении сил в меньшей степени.
чем меньше угол γ, тем труднее резцу работать, а значит и больше силы резания.
с увеличением угла φ сила резания уменьшается, так как толстые стружки деформируются меньше.
при возрастании износа задней поверхности увеличивается площадь контакта поверхности заготовки с резцом, что приводит к увеличению трения, соответственно, и к увеличению сил резания.
СОЖ – облегчает процесс резания и уменьшает силы резания.
