Заготовку та верстат

а) Вплив складових сили різання на інструмент. Із рис. 7.3 видно, що складова P_z згинає різець в вертикальній площині, складова P_y прагне відштовхнути різець від заготовки, а складова P_x прагне зігнути різець в горизонтальній площині і вивернути його із різцетримача. Чим більше виліт різця l, тим більшим буде момент, що згинає,

M = P_z·l,

і, відповідно, більшою повинна бути площа поперечного перерізу державки різця. Щоб запобігти переміщенню різця від складових P_y і P_x він повинен бути міцно закріпленим в різцетримачі.

Точка дії сили різання знаходиться в центрі тиску стружки на різець і не проходить через центр ваги перетину державки різця (рис. 7.4). На положення центру тиску сильно впливає глибина різання, подача, і геометричні елементи різця, особливо головний кут в плані.

Рисунок 7.4 – Дія складових сили різання на різець

Приблизно центр тиску O₁ може бути визначений, як точка перетину діагоналей поперечного перетину зрізу, але в розрахунках можна прийняти, що точка дії сили різання знаходиться на вершині.

Таке положення центру тиску по відношенню до центру ваги перетину державки різця призводить до того, що сила, крім нормальних напружень від моменту, що згинає,

M_з = P_z·l,

і дотичних напружень від перерізуючої сили при згинанні, створює ще дотичні напруження від крутного моменту

M_кр = P_z·l_о.

Сила P_х, окрім нормальних напружень від згинаючого моменту та дотичних напружень від перерізуючої сили при згинанні, створює дотичні напруження від крутного моменту

M_крх = P_х·Н/2.

Сила P_х, окрім стиснення, створює поздовжній згин.

Таким чином, матеріал різця в процесі різання знаходиться в складному напруженому стані.

Напруження в державці, які обумовлені силами P_z, P_y, P_x, не повинні перевищувати напруження, які допускаються міцністю і жорсткістю матеріалу державки. На практиці, одначе, різець розраховують тільки на плоский згин по силі P_z, не враховуючи деформацій від P_y и P_x.

Поряд з напруженнями в державці різця сила P_z створює великі напруження і в робочій частині інструменту – в пластинці. В залежності від значення переднього кута пластинка може сприймати деформації згину та зрізу або деформації стиснення. Для кожного різця сила P_z має бути не більшою визначеної величини, інакше напруження, які виникли як наслідок дії цієї сили, досягнуть границі міцності пластинки і пластинка зруйнується. Це особливо важливо для різців, які оснащені пластинками із твердих сплавів або із мінералокерамічних матеріалів, внаслідок їх крихкості.

Сили P_z, P_y і P_x впливають на робочу частину різця і в тому випадку, коли напруження не досягли межі міцності, тому що чим більші ці сили, тим інтенсивніше зношується інструмент в процесі різання.

б) Дія сил на заготовку. Якщо на різець діє сила P_z, то на заготовку в місці різання діє сила P_z^', рівна за величиною силі P_z, але протилежна за напрямком (рис. 7.5).

Якщо перенести в центр оброблюваної заготовки дві рівні і протилежно спрямовані сили P_z^', то буде створена пара сил і момент опору різанню:

M_ор = P_х·D/2 .