Токарное дело
учебник

Силы, действующие на резец

В результате сопротивления срезаемого слоя металла деформации сжатия, трения стружки о переднюю поверхность резца и некоторых других причин возникает сила резания.

При работе токарного резца (рис. 13) эта сила разлагается на три составляющие — собственно силу резания Рz, силу подачи Рx и радиальную силу Py. Сила резания Рz, касательная к поверхности резания, действует в направлении главного движения. Сила Рx действует в направлении подачи. Радиальная сила Рy перпендикулярна к подаче. Все три силы измеряются в килограммах (кГ).

Рис. 13. Силы резания при точении

Если силу Рz принять за единицу, можно считать, что сила Рx при достаточно остром резце изменяется в пределах от 1/8 до 1/4 величины силы Рz, а сила Рy — от 1/4 до 1/2 величины той же силы.

Зависимость силы резания от условий работы резца

На величину силы резания влияют обрабатываемый материал, площадь среза и его форма, углы резца, скорость резания и ряд других менее существенных факторов.

Влияние на силу резания обрабатываемого материала видно из следующих сопоставлений. Силы резания при обработке стали средней твердости примерно в 2,2 раза больше, чем при резании чугуна средней твердости. Сила резания при обработке самой мягкой стали значительно меньше силы резания при обработке самой твердой стали. При обработке чугуна различных твердостей эта разница не так велика.

Сила резания возрастает с увеличением площади среза. Если при этом увеличение площади среза получается за счет увеличения глубины резания, сила Рz возрастает пропорционально глубине резания. При увеличении подачи сила Рz также возрастает, но медленнее. Так, например, если увеличить глубину резания вдвое, сохранив ту же подачу, сила резания увеличится также вдвое. Но если, не изменяя глубины резания, увеличить в два раза подачу, сила резания возрастет не в два раза, а несколько меньше. Это объясняется тем, что при сравнительно большой подаче не происходит столь значительной деформации металла, как это имеет место при малой подаче.

Сила резания получается различной при одинаковых площадях среза, но разных их формах. Она меньше при больших значениях толщины среза, чем при меньших. Например, сила резания при глубине 4 мм и подаче 2 мм/об несколько меньше, чем при глубине резания 8 мм п подаче 1 мм/об, несмотря на то, что площадь среза в обоих случаях одинакова и равна 8 мм2. Это объясняется также разной степенью деформации металла в срезаемом слое.

С уменьшением переднего угла резца, т. е. с увеличением угла резания, сила резания возрастает, так как при этом увеличивается угол клина, которым является резец.

При увеличении главного угла в плане примерно до 50—55° сила резания уменьшается. С дальнейшим увеличением этого угла сила резания возрастает. Изменение величины силы резания, вызываемое изменением главного угла в плане, незначительно. При увеличении радиуса закругления вершины резца сила резания возрастает, но также незначительно. Затупление резца вызывает увеличение силы резания.

Влияние на силу резания скорости резания имеет особый характер. Например, при обработке стали средней твердости со скоростью 20—30 м/мин сила резания почти не изменяется. Она достигает наибольшей величины при скорости резания 50—70 м/мин. Очень заметно снижение силы резания при скорости резания от 100 до 150 м/мин. При скорости резания 250 м/мин и выше сила резания почти не изменяется.

Маслянистые вещества, содержащиеся в охлаждающей жидкости, проникая в микроскопические трещины деформируемого резцом металла, уменьшают силы трения, появляющиеся в зоне образования стружки. Благодаря этому сопротивление резанию уменьшается. Чем больше в охлаждающей жидкости содержится масла, тем существеннее ее влияние на силу резания.

Рейтинг@Mail.ru