Сили різання

Для того, щоб піддати деформації і зрізати із заготовки шар металу, необхідно затратити певну роботу, що складається із трьох доданків:

, Дж (2.6)

де — загальна кількість витраченої роботи;

— робота, витрачена на пружне деформування металу;

— робота, витрачена на пластичне деформування металу;

— робота, витрачена на подолання сил тертя задніх поверхонь інструменту об поверхню заготовки і стружки об передню поверхню інструменту.

У результаті зрізання шару металу виникають сили нормального тиску й сили тертя, що діють на різець. Сили, що діють на різець, приводять до сил пружного й пластичного деформування металу, які діють нормально до передньої поверхні різця, і силам і , що діють нормально до головної задньої поверхні різця (рис. 2.13, а). Наявність сил і обумовлює виникнення сил тертя:

Т = ( + ), що діє уздовж передньої поверхні різця, і Т' = ( + ), що діє уздовж головної задньої поверхні, де і — коефіцієнти тертя.

Зазначену систему сил приводять до однієї сили — рівнодіючій силі різання (рис. 2.13, б), точка прикладення А якої знаходиться на робочій частині головного ріжучого леза різця. Величина й точка прикладення рівнодіючої сили різання в процесі обробки не залишаються постійними.

Це пояснюється неоднорідністю структури оброблюваного металу, змінною поверхневою твердістю заготовки, різними умовами утворення наросту, мінливістю перерізу шару, який зрізається, зміною геометрії різального інструменту та іншими факторами. Тому для практичних розрахунків використовуютьне рівнодіючу силу різання , а її складові, які діють по трьом взаємно перпендикулярним напрямкам.

Вертикальна складова сили різання діє в площині різання в напрямку головного руху по осі z. Сила визначає динамічне навантаження механізму коробки швидкостей, по ній розраховують міцність державки різця, визначають обертовий момент на шпинделі верстата, ефективну потужність різання і т.д.

Радіальна складова сили різання діє в горизонтальній площині перпендикулярно до обробленої поверхні заготовки по осі y. По силі визначають величину відтискання різця від заготовки та величину прогину заготовки, що обумовлює точність її обробки.

Рис 2.13. Схема діючих сил на токарський різець

Осьова складова сили різання діє уздовж осі заготовки, паралельно напрямку подачі по осі х. По силі розраховують механізми коробки подач і фартуха верстата.

Величина й напрямок рівнодіючої сили визначається як діагональ паралелепіпеда, побудованого на складових силах;

, Н (2.7)

Співвідношення між силами не залишається постійним і залежить від геометрії різальної частини різця, режимів різання, зношування різця, фізико-механічних властивостей оброблюваного металу й умов різання.

На практиці визначають лише значення сили , а величини сил і беруть у частинах від .

Дата добавления: 2014-01-04