2.4.5. Влияние степени затупления резца и смазочно-охлаждающих жидкостей на составляющие силы резания

По мере изнашивания резца изменяется форма передней и задней поверхностей, а главное лезвие теряет свою остроту. Если на перед­ней поверхности отсутствует хорошо развитый нарост, то затупление инструмента сопровождается ростом составляющих силы резания. При изнашивании резца только по задней поверхности силы Р_z, Р_y и Р_x растут непрерывно (рис. 72), причем особенно сильно увеличиваются горизонтальные составляющие Р_у и Р_х. Если одновременно изнашиваются передняя и задняя поверхности, то при резании сталей в начальный период изнашивания силы Р_z, Р_y и Р_x остаются постоянными или даже несколько уменьшаются.

Э

Рис. 72. Влияние затупления резца h_з на силы Р_z, Р_y и Р_x при изнашивании только по задней поверхности (то­чение стали 40;  = 60°; t = 4 мм;

S_о = 0,106 мм/об.; V = 196 м/мин)

то объясняется тем, что рост сил за счет увеличения площадки износа задней поверхности и притупления главного лезвия компенсируется увеличением переднего угла вследствие образования лунки на передней поверхности. При дальнейшем изнашивании резца силы Р_z, Р_y и Р_x вновь растут. Хорошо развитый нарост, выполняя функции режущего клина, прикрывает контактные поверхности инструмента, и их изна­шивание мало сказывается на росте составляющих силы резания.

Известно, что применение СОЖ, обладающих высокими смазочными свойствами, облегчает условия стружкообразования, умень­шает коэффициент усадки стружки и величину относительного сдвига. Это связано в основном с уменьшением среднего коэффициента трения и силы трения на передней поверхности. Вследствие улучшений условий стружкообразования составляющие силы резания при применении СОЖ уменьшаются. При этом в большей степени снижаются горизонтальные проекции силы резания, в основном зависящие от силы трения. Например, если при применении масляных жидкостей сила Р_z в среднем снижается на 20 %, то снижение силы Р_y происходит на 30 %. Эффективность СОЖ по снижению составляющих силы резания зависит от способности жидкостей снижать средний коэффициент трения и так называемой «грузоподъемности» жидкости – свойства разделять трущиеся поверхности граничным слоем смазки при определенном нормальном давлении. Силу Р_z в наибольшей степени снижают химически активные жидкости (жидкости, увеличивающие износ инструмента по сравнению с резанием всухую) – четыреххлористый углерод, этиловый спирт, вода. Поверхностно-активные жидкости (олеиновая кислота, активированный керосин) также снижают силу Р_z, но в меньшей степени. Эффект от применения СОЖ уменьшается при увеличении толщины срезаемого слоя (подачи) и скорости резания. При увеличении толщины срезаемого слоя растут нормальные контактные напряжения, что приводит к локальным разрывам слоя СОЖ и возникновению участков сухого трения между передней поверхностью инструмента и стружкой. При толщине срезаемого слоя 0,04 мм активированный керосин по сравнению с резанием всухую снижает силу Р_z на 40 %, а при толщине срезаемого слоя 0,2 мм – всего на 15 %. При увеличении скорости резания пленки СОЖ частично разрушаются из-за высокой температуры резания. Например, при резании стали А12 с подачей 0,04 мм/об. и скоростью резания V = 3,7 м/мин при применении поверхностно-активной СОЖ уменьшение силы Р_z составляет 40 %, а при скорости резания 93 м/мин – только 6 %.

Эффект уменьшения главной составляющей силы резания при применении различных СОЖ оценивают поправочным силовым коэф­фициентом K_СОЖ, значения которого при резании сталей в зависимости от применяемой СОЖ колеблются в пределах 0,97…0,75.