Тема.3.4. Сопротивление резанию при токарной обработке

1. Силы, действующие на резец (рис.29)

Для того, чтобы происходило резание к резцу должна быть приложена некоторая сила, которая должна преодолеть сопротивление материала разрушению (стружкообразованию). Силами сопротивления резанию являются:

а) силы упругой деформации Pyп и Pyп₁ , перпендикулярные к передней и задней поверхностям;

б) силы пластической деформации Pп и Pп₁;

в) силы трения Т и Т₁ Т = f (Руп +Рп);

Т₁= f (Руп₁ +Рп₁);

f- коэф-т трения по передней и задней поверхностям резца и обрабатываемой заготовки.

Сумма проекций сил сопротивления Pyп, Pп, Pyп₁, Pп_1, Т, Т₁ на горизонтальную плоскость преодолевается силой Pz. Сумма проекций этих же сил на вертикальную плоскость уравновешивается силой Ру.

2. Разложение равнодействующей силы резания при точении (рис.30)

Равнодействующую всех сил, действующих на резец со стороны заготовки можно назвать силой сопротивления резанию. В практических расчётах используется не равнодействующая сила R, величину и направление которой трудно определить, а её составляющие, направление которых совпадают с главным движением станка Pz и направлениями продольной и поперечной подач Py и Px

Pz – сила резания или тангенциальная сила, касательная

к поверхности резания и совпадающая с направлением главного движения резания;

Py - радиальная сила, действующая перпендикулярно оси заготовки в направлении, противоположном движению поперечной подачи;

Px – осевая сила (сила подачи) – действующая параллельно оси заготовки в направлении, противоположном движению продольной подачи.

3. Действие сил Pz ,Py и Px на инструмент, заготовку и станок (рис.31)

а) Сила P_z стремится изогнуть резец в вертикальной плоскости, для этого сечение державки резца B х H рассчитывается на напряжение изгиба. Кроме того сила P_z действует на заготовку, создаёт момент сопротивления резанию М_с.р. , преодолеваемый моментом вращения станка М_вр

М_вр > М_с.р.

б) Сила Р_у стремится оттолкнуть резец от заготовки, возникающая при этом сила реакции Р_у¹ изгибает заготовку в горизонтальной плоскости. Если заготовка недостаточно жёсткая может возникнуть деформация от действия силы Р_у¹. Для уменьшения деформации в некоторых случаях применяют специальные приспособления (люнеты).

в) Сила Р_х стремится вывернуть резец из резцедержателя и действует на механизм подачи станка, поэтому необходимо выполнение условия Р_х¹ > Р_х

4. Мощность, затрачиваемая на резание

Определяется сложением мощности, затрачиваемых на преодоление каждой из составляющих сил резания P_x, P_y и P_z.

N_рез = N _Pz + N _Py + N _Px (кВт)

Мощность – это работа, произведённая в единицу времени

60 – коэф-т перевода минут в секунды;

102 = 1,36 75 – коф-т перевода кгм/сек в кВт;

Т.к. Vy=0, N _Py = 0; N _Px = (0,01…0,02) N _Pz этим значением можно пренебречь.

Таким образом : P_z в кВт, V в м/мин

Для обеспечения возможности резания необходимо выполнить условие N_рез < N_шп

Мощность на шпинделе станка N_шп =N_дв η ,

где N_дв - мощность двигателя, а η - КПД станка

(из паспортных данных станка)