4.8 Влияние глубины резания и подачи на составляющие силы резания

Рассмотрим влияния t и S на силы P_z, P_y, P_x. Известно, что при увеличении глубины резания t растут силы на передней и задней поверхностях пропорционально t. Поэтому при увеличении t, силы резания растут пропорционально t, x_p 1,0.

С другой стороны при увеличении подачи S растут силы только на передней поверхности, а силы на задней поверхности при этом не изменяются. Следовательно, при увеличении S, силы резания увеличиваются медленней, чем увеличивается подача, y_p < 1,0.

Глубина резания t и подача S влияют на силы P_x и P_y также через изменение угла схода стружки υ [3, 4, 5] (рис. 4.9).

а) б) в)

Рис. 4.9. Влияние угла схода стружки на силы P_υ, P_y, P_x:

а – исходное сечение срезаемого слоя; б – сечение срезаемого слоя с увеличенной глубиной слоя; в – сечение срезаемого слоя с увеличенной подачей.

Из рисунка 4.9 следует, что с увеличением глубины резания угол схода стружки уменьшается, сила P_υ поворачивается в сторону силы P_x, поэтому сила P_x увеличивается в большей степени, чем сила P_y (x_Px > x_Py). С увеличением подачи угол υ увеличивается, поэтому сила P_y увеличивается в большей степени чем сила P_x и y_Py > y_Px.

При обратных срезах (S > t) характер влияния t и S на силы резания изменяется, а именно при обратных срезах подача оказывает большее влияние на силы резания, чем на глубины резания, y_p > x_p.

4.9 Физические составляющие силы резания

Физические составляющие силы резания относят к тем поверхностям, на которых они образуются: к передней и задней поверхностям инструмента [2].

Силы на передней поверхности инструмента уравновешивают силы, возникающие в плоскости сдвига в результате деформации металла, переходящего в стружку.

Силы на задней поверхности инструмента являются результатом взаимодействия задней поверхности с заготовкой.

Схема сил в сечении главной секущей плоскостью представлена на рисунке 4.10.

Рис. 4.10. Схема сил на передней и задней поверхностях инструмента

Здесь F, N – сила трения и сила нормального движения на передней поверхности инструмента;

F₁, N₁ – сила трения и сила нормального давления на задней поверхности инструмента;

P_τ, P_σ – касательная и нормальная силы в плоскости сдвига.

4.9. Работа резания

Полная работа резания затрачивается на пластическую деформацию срезае­мого слоя припуска, на упругую деформацию, которая всегда предшествует пластической деформации, на преодоление сил трения на передней и задней по­верхностях, на образование новой поверхности (она называется работой дис­пергирования-разделения).

А = А_пл.деф. + А_{упр.деф.} + А_трения + А_{диспергир.} (4.21)

Работа диспергирования А_{диспергир.} и работа на упругую деформацию А_{упр.деф} состав­ляют менее 1% всей работы и потому ими можно пренебречь, а вся работа резания практически расходуется на пластическую деформацию, на преодоление трения на передней и задней поверхностях.

А = А_пл.деф+ А_{тр.пер.пов.}+ А_{тр.задн.пов.} (4.22)

Мощность, необходимая для резания на принятом режиме, рассчитывается по формуле

N = , кВт (4.23)

где P_z – главная составляющая силы резания, Н, V – скорость резания, м/мин.