13. Как изменяется форма стружки по сравнению со срезаемым слоем, дайте понятия коэффициентов кl, Кa, Кb и коэффициента сплошности стружки Кτ?

Деформация стружки и ее зависимость от условий резания. В процессе резания пластичных материалов под действием сил резания в срезаемом слое происходит пластическая деформация. Преобладающим видом деформации является сжатие. Поэтому стружка получается короче и толще срезаемого слоя. Указанное изменение размеров срезаемого слоя называется усадкой стружки и характеризуется коэффициентами

Kl = l/lc; Ka = ac/a; Kb = bc/b,

где Kl, Ka, Kb – коэффициенты соответственно укорочения, утолщения и уширения стружки. Эти коэффициенты больше единицы и являются косвенными показателями интенсивности пластической деформации при резании металлов. Они показывают, во сколько раз размеры стружки по длине, толщине и ширине меньше или больше соответствующих размеров срезаемого слоя. Т.к. объем стружки равен объему срезаемого слоя, lab = lcacbc, то поэтому Kl = KaKb.

Обычно уширение стружки даже при свободном резании невелико и составляет 5…15% от ширины срезаемого слоя. Поэтому при черновой обработке уширением стружки можно пренебречь и считать, что Kl ≈ Ka.

Р ис. 17. К определению толщины срезаемого слоя

На основании многочисленных исследований установлено, что на процесс стружкообразования непосредственно влияют четыре фактора

• скорость резания;

• передний угол;

• угол действия;

• сопротивление обрабатываемого материала сдвигу в упрочненном состоянии.

Угол действия ω – это угол между равнодействующей силой резания R, приложенной к передней поверхности и непосредственно влияющей на деформацию срезаемого слоя, и вектором скорости резания V .

При одинаковой шероховатости передней поверхности ρ = const. Тогда угла действия = переднему углу γ. Тогда степень пластической деформации и коэффициент утолщения стружки. как его приближенная количественная характеристика, определяются скоростью резания V и углом γ. влияние остальных факторов значения не имеет.

Рис. 2. Элементная стружка

Для стружек, имеющих резко выраженный элементный характер, выражение . не может быть использовано для продольной усадки стружки в связи с имеющимся значительным пространством между гребешками на тыльной стороне стружки, не заполненным металлом. В этом случае продольная усадка стружки рассчитывается по формуле

,

Здесь , где – размер сплошного участка элементной стружки или размер элементной стружки по впадинам – размер элементной стружки по выступам.

Множитель η называется коэффициентом сплошности стружки. Он изменяется для различных условий резания в пределах .

14. Какова структура формул для определения составляющих силы резания?

Сила резания (R) – равнодействующая сил, действующих на режущий инструмент в процессе резания. ;

где P_X - осевая составляющая силы резания, направлена параллельно оси вращения главного движения;

P_Y - радиальная составляющая силы резания, направлена по радиусу главного движения в рассматриваемой точке;

P_Z- тангенциальная (главная) составляющая силы резания, совпадает по направлению с главным движением в рассматриваемой точке.

Действие сил на резец:

P_Xизгибает инструмент в горизонтальной плоскости и стремится вывернуть его из резцедержателя;

P_Yстремится оттолкнуть резец от заготовки;

P_Zизгибает резец в вертикальной плоскости и создает изгибающий момент

  где L – длина вылета резца.

Поэтому при значительных вылетах резца (для расточных резцов) необходимо брать инструмент большего сечения.

Действия сил на заготовку:

На заготовку действуют силы равные по значению P_X, P_Y, P_Z, но противоположно им направленные P_Xʹ = P_X;

P_Yʹ = P_Y ; P_Zʹ= P_Z.

Осевая сила стремится сдвинуть заготовку вдоль оси и вывернуть ее из центров.

 

P_Yизгибает заготовку в горизонтальной плоскости и создает вибрацию при недостаточной жесткости системы СПИД.

Сила P_Yсоздает момент сопротивления резанию  

_{Для выполнения условия резания необходимо, чтобы вращающий момент на шпинделе станка был больше момента сопротивления резанию.} 

Каждая из составляющих силы резания определяется по эмпирическим формулам вида: , Н

где – коэффициент, учитывающий физико-механические свойства материала обрабатываемой заготовки;

– коэффициент, учитывающий факторы, не вошедшие в формулу (величины углов резца, материал резца и др.)

  – глубина резания, мм;

S – подача, мм/об;

V – скорость резания, м/мин;

- показатели степеней.

Величины коэффициентов и показателей степеней выбираются из справочников для конкретных условий обработки. Аналогичные формулы существуют и для определения сил Ру  и Рz.

Между указанными силами имеется примерно следующее соотношение: