Вплив факторів на складові сили різання. КОЛИВАННЯ ПРИ РІЗАННІ

Рисунок 7.5 – Дія складових сили різання на заготовку

Сила P_y^' згинає заготовку в горизонтальній площині. При недостатній жорсткості системи ВПІД ця сила може визвати вібрації. P_y^', складаючись з силою P_z^', утворюють силу R₁, яка може створювати сумарний, що згинає, який діє на заготовку і впливає на точність обробленої поверхні.

Сила

.

Сила P_x підтискує заготовку до переднього центру (див. рис. 4.5) або прагне зсунути заготовку в осьовому напрямку при закріпленні її в патроні та створює момент

M_х = P'_х·D/2,

який “вивертає” заготовку із центрів.

За своїми числовими значеннями P_х^' = P_х; P_y^' = P_y; P_z^' = P_z.

в) Дія сил на верстат. Сила різання P_z, будучи найбільшою за значенням та співпадаючою з напрямком швидкості різання, через різець діє на супорт і станину. Сила P_z^' через заготовку діє на центри та задню бабку. По цій силі виконуються розрахунки важливих деталей верстата та потужності, яка витрачається на різання, а відповідно, і необхідної потужності електродвигуна верстата.

Радіальна сила P_y діє через різець на супорт і станину, а сила P_y^' через заготовку – на шпиндель, центри і задню бабку верстата. По цій силі виконуються розрахунки верстата на жорсткість і розрахунки радіального тиску на підшипники шпинделя.

Сила подачі P_х діє через різець на механізм подачі верстата, а сила P_х^' через заготовку – на шпиндель і його опори в осьовому напрямку. Сила P_х переборюється механізмом подачі верстата, тому в основному по ній і розраховуються деталі коробки подач, фартуха та упорні підшипники шпинделя, а також потужність, що необхідна для виконання руху подачі.

Вплив факторів на складові сили різання. КОЛИВАННЯ ПРИ РІЗАННІ

8.1. Вплив оброблюваного матеріалу.

Чим більша міцність або твердість оброблюваного матеріалу, тим більший опір він спричиняє при обробленні, а значить, буде більшою і головна складова сили різання. Залежності, які відображають вплив фізико-механічних властивостей оброблюваного матеріалу при обробленні твердосплавними різцями мають вигляд

· R_z = C₁ σ_в^0,35 – при обробленні сталей;

· R_z = C₂ΗΒ^0,4 – при обробленні сірих чавунів.

Наведені залежності дають право використовувати наступні співвідношення:

для сталей

;

для чавунів

.

Якщо взяти за одиницю силу при обробленні незагартованої сталі з σ_в = 750 МПа, то можна знайти поправочний коефіцієнт Κ_м для сталей з іншим значенням σ_в:

.

Тоді, знаючи силу P_z1 для σ_в = 750 МПа, легко знайти силу для іншого значення σ_в

P_z = P_z1K_мz.

8.2. Вплив глибини різання і подачі.

При збільшенні глибини різання в два рази також в два рази збільшується ширина зрізу (рис. 8.1), а отже в стільки ж разів і площа поперечного перерізу та навантаження на різець:

P_z = C₁ t^Xpz; x_pz = 1.

При збільшенні подачі в два рази площа поперечного перерізу збільшується в два рази при незмінному значенні ширини зрізу. В нашому випадку збільшується в два рази товщина, а дійсна площа перерізу менше, ніж в два рази. Таким чином збільшуються тільки елементи, які діють на передню поверхню (менше, чим в два рази), а елементи, які діють на задню поверхню, залишаються приблизно такими ж.

Рисунок 8.1 – Схема до аналізу впливу глибини та подачі

на головну складову сили різання P_z

Важливе і те, що найбільші напруження і деформація по товщині зрізуваного шару мають місце біля кромки різця, тобто в шарах, близько розташованих від площини зсуву; по мірі віддалення шару від площини зсуву напруження і деформації поступово зменшуються, що зменшує і сили, які діють на різець з боку зрізуваного шару. Все це призводить до того, що із збільшенням подачі (а отже і товщини зрізу) в два рази головна складова сили різання збільшується менше, ніж в два рази:

P_z = C₂ s^Ypz; y_pz < 1.

При обробці сталі та чавуну звичайними прохідними різцями y_pz = 0,75. При роботі відрізними і прорізними різцями y_pz = 1, що пояснюється впливом радіуса кривизни різальної кромки ρ при малій товщині зрізу.

Ширина зрізу b = t/ sinφ і товщина зрізу a = s sinφ впливають на сили різання аналогічно глибині і подачі.

Із наведених залежностей видно, що при точінні з однаковою площею зрізу головна складова сили різання буде менше у випадку більшої подачі та меншої глибини різання.