25. Влияние различных факторов на силу резания в условиях свободного резания.

1) Ширина (b) и толщина (а) среза- сила резания возрастает пропорционально ширине, но отстает от увеличения толщины слоя.

Р_z=b¹а^0.7…0.8

Отставание роста силы резания от увеличения объясняется следующим:

С увеличением растет нагрузка на единицу длины режущего лезвия, поэтому растет температура и снижается сопротивление материала пластическому деформированию, кроме того пластическая деформация и напряжения значительно больше в слоях прилегающих к передней поверхности, а увеличение толщины среза не приводит к аналогичному росту величины слоя с максимальными деформациями, так же сила трения по задней поверхности с увеличением практически не изменяется.

2)Свойство обрабатываемого материала.

Установлено, что силы резания растут при увеличении прочности твердости и вязкости материала.

Для стали:

Для чугунов:

q=0.5

3)Влияние свойств инструментального материала на силы резания.

Это влияние может быть вызвано различием в силах трения между обрабатываемым и инструментальным материалами. Если при обработке инструментом из быстрорежущей стали принять , инструмента из твердого сплава ВК... , а из твердого сплава Т..К.. 0,9...0,95.

4)Влияние переднего угла γ и заднего угла α.

При увеличении γ облегчается врезаемостъ зубьев в металл.

улучшается сход стружки, улучшается деформация металла, снижается - коэффициент укорочения стружки, что в совокупности приводит к снижению сил резания.

С увеличением заднего угла α уменьшается контакт задней поверхности с материалом что приводит к снижению сил трения и резания.

Интенсивность влияния γ существенно больше чем α.

5)Скорость резания.

Подобный характер зависимости Р от V объясняется возникновением нароста на передней поверхности в диапазоне скоростей, где имеется максимальный нарост возрастает действительный передний угол, соответственно сила уменьшается по мере разрушения нароста с увеличением скорости уменьшается передний угол, возрастают силы; при высоких скоростях значительно возрастает температура - снижается прочность обрабатываемого материала и коэффициент трения, что приводит к уменьшению Р. Максимумы и минимумы кривых тем рельефней, чем меньше передний угол. т.к. больший нарост образуется при меньших передних углах γ.

При обработке материалов не склонных к образованию нароста зависимость P(V) имеет вид плавно спадаюшей кривой, это происходит при обработке чугуна, меди, жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов, титановых сплавов.

− постоянная, характеризующая условия резания для конкретной марки материала (находится по справочникам).

− поправочный коэффициент влияния на силу свойств обрабатываемого материала, условий смазки и износ резца (находится по справочникам).

Данная эмпирическая формула справедлива для токарной обработки.

26. Работа и мощность резания.

В общем случае работа резания (в джоулях)

где - сила резания, действующая по направлению силы резания, Н; L - путь, проходимый режущим инструментом, м.

В обшей работе резания на долю деформаций, трения по передней и задней поверхностям приходится соответственно 55, 35 и 10%. Если известен путь пройденный инструментом за 1 имн. получим работу, выполненную за это время:

где V - скорость резания, м/мин. Р_с- сила сдвига, Н. V_c- скорость сдвига, м/мин.

F_П - сила трения по передней поверхности инструмента. V_П - скорость движения стружки по передней поверхность инструмента.

F_З - сила трения по задней поверхности инструмента, Н. V₃ - скорость движения обработанной поверхности относительно задней поверхности инструмента, м/мин: V₃=V.

Зная силы резания, можно так же определить и мощность (кВт), необходимую для резания. Ее называют потребной мощностью, т.к. она не включает затраты мощности на преодоление сил трения в механизмах станка.

При точении

Или

где , , - силы резания, H;

- скорость резания, м/мин. V_Z=V; - скорость перемещения резца в радиальном направлении м/мин. Тогда

Определив эффективную мощность станка можем определить потребную мощность электродвигателя станка:

где η - КПД станка: К_п - коэффициент допустимой кратковременной перегрузки. В большинстве случаев К_п =1,3…1,5, иногда К_п =2.