Складові сили різання, які діють на різець в умовах вільного різання

Розглянемо складові сили різання, які діють на різальну кромку при вільному різанні (рис 7.2).

На передню поверхню буде діяти сила N і сила тертя стружки, яка сходить по передній поверхні, F = μN.

Рисунок 7.2 – Система сил, які діють на передню

та задню поверхні інструменту

На задню поверхню діє сила, яка що виконує деформування обробленої поверхні, N₁, і сила тертя по обробленій поверхні F₁ = μ₁N₁, де μ₁ – коефіцієнт тертя на задній поверхні.

Спроектуємо сили на осі X, Z:

åN_iz = P_z;

P_z = N sind + mN cosd + m₁N₁cosa – N₁sina =

= N (sind + m cosd) – N₁ (sina – m₁N₁cosa);

åN_ix = P_x;

P_x = – N cosd + mN sind + m₁N₁sina + N₁cosa =

= N(m sind – cosd) + N₁(cosa + m₁sina).

Виразимо N₁ через N:

N₁ = k¢ N.

Тоді

P_z = N[(sind + m cosd) – k¢ (sina – m₁cosa)]; (7.4)

P_x = N[(m sind – cosd) + k¢ (cosa + m₁sina)]. (7.5)

Рівняння (7.3), (7.4), (7.5) показують, що складові сили різання P_x і P_z залежать від фізико-механічних властивостей оброблюваного матеріалу, глибини різання, подачі, величини пластичної деформації, геометрії інструменту, сили тертя на передній та задній поверхнях інструменту, мастильно-охолоджувальної рідини, швидкості різання, величини зношування інструменту.

7.3 Складові сили різання, які діють на різець в умовах невільного різання

Рівнодійну силу, яка діє на різець з боку оброблюваного матеріалу, називають силою опору різанню.

На практиці використовують складові цієї рівнодійної, напрямок яких співпадає з головним рухом верстата і рухом подачі. При токарній обробці в умовах невільного різання рівнодійна R розкладається на три взаємно перпендикулярні складові сили, які діють на різець (рис. 7.3):

· P_z – головну складову силу різання, збіжну за напрямком зі швидкістю головного руху різання;

· P_x – осьову складову сили різання, яка паралельна осі головного обертального руху різання;

· P_y – радіальну складову сили, різання, яка направлена по радіусу головного обертального руху різання.

Рисунок 7.3 – Складові сили різання, які діють на різець в умовах невільного різання

Рівнодійна R як діагональ паралелепіпеда дорівнює

.

Значення складових сил різання потрібні для визначення потужності, розрахунків і конструювання верстатів та пристроїв.

При j = 45°, l = 0°, g = 15° сила P_x = (0,3 - 0,4) P_z; P_y = (0,4 - 0,5) P_z.

Складові сили різання в умовах невільного різання, як правило, визначаються експериментально за допомогою динамометрів.

Вплив складових сили різання P_z, P_y, P_x на інструмент,