Механика резания при точении и строгании

Силы резания определяют не только нагрузку технологической системы резания «станок — приспособление — режущий инструмент — заготовка», но и температуру резания, стойкость режущего инструмента, точность обработки, производительность и потребную мощность.

Под действием силы Р, направленной вдоль оси режущего клипа, последний внедряется в материал (рис. 3.8).

Рис. 3.8. Силы, действующие на режущий клин.

Когда давление на клин Р превзойдет по величине силы трения материала о кромки и сцепления частиц материала, наступает разделение материала.

При симметричном расположении режущих кромок относительно оси обе кромки производят одинаковое давление с нормальной силой N на материал, но обе стороны и вызывают его деформацию. Под влиянием реакций этих сил на боковых гранях клина возникают силы трения F, пропорциональные нормальному давлению N, препятствующие внедрению клина в материал:

где р — угол трения; р — коэффициент трения.

В условиях несвободного резания на переднюю поверхность резца со стороны стружки и изделия действуют нормальная сила N, вызывающая пластическую деформацию, и сила трения F_v, результирующей которых является сила R_rx. Коэффициент трения передней поверхности обозначается как ц, задней поверхности — как р,_И1. На задней поверхности действуют нормальная сила Q и сила трения R_Q.

Эти четыре силы (N, F_N, Q, K_Q) уравновешиваются двумя силами, исходящими от станка: P_z — тангенциальной, или главной, составляющей силы резания и Р_п — нормальной составляющей (перпендикулярна к главной режущей кромке в ее проекции на основную плоскость).

Проецируя силы N, F_v, Q, R_Q на плоскости, которые содержат силы Р₂ и Р_п, получаем основные уравнения механики резания:

Из первого уравнения системы (3.15) следует, что сила Р₂ затрачивается на преодоление силы сопротивления пластической деформации Ncosy, сопротивления силе трения по задней поверхности R_Q и в случае у > 0° — частично на преодоление трения по передней поверхности F_vsiny. Но если у < 0°, то сила F_vsiny будет разгружать силу Р₂. Сила Р_п затрачивается на преодоление сопротивления поверхностному внедрению и упругому восстановлению по задней поверхности Q, частично на преодоление сил трения по передней поверхности F_Ncosy, при у > 0° сила Nsiny разгружает си- ^ЛУ ^РП-

Сила трения F_N оказывает значительное влияние на Р_п, так как значение cosy близко к единице (у = 5-^20°).

Если у = 0°, то основное уравнение механики резания имеет вид.

Коэффициент трения р — это величина переменная, в зависимости от обрабатываемого материала, резца, режима резания р = 0,2-^0,7.