Сила сопротивления металлов резанию при точении. Зависимость составляющих силы резания

1.

Учебный элемент :
«Сила сопротивления
металлов резанию при
точении. Зависимость
составляющих силы
резания»

2.

УЭ: «Сила сопротивления металлов
резанию при точении. Зависимость
составляющих силы резания»
2
Для рациональной
эксплуатации станков,
конструирования режущего
инструмента и обеспечения
высокой производительности ,
важно знать величину сил
резания и их зависимость от
условий резания
Dr
Силой сопротивления
резанию называют равнодействующую R всех сил,
действующих на резец со
стороны обрабатывающего
материала
В практике пользуются
составляющими силы R,
полученными при разложении
ее по трем взаимно
перпендикулярным
направлениям (Pх, Ру, Рz)
Ру
Рх
Рz
R

3.

УЭ : «Сила сопротивления металлов
резанию при точении. Зависимость
составляющих силы резания»
Dr
Рх – осевая сила при
действии на резец направлена в сторону, противоположную подачи, параллельно оси заготовки
Ру – радиальная сила,
действующая на резец
перпендикулярно оси
обрабатываемой заготовки,
старясь «оттолкнуть» резец
от заготовки
Рz – сила резания
(тангенциальная) действует в
направлении главного движения
станка по касательной к
поверхности резания детали
3
Рх
Dr
Ру
Dr
Рz

4.

УЭ : «Сила сопротивления металлов
резанию при точении. Зависимость
составляющих силы резания»
4
Сила сопротивления резанию R
определяется как диагональ
параллелепипеда, ребрами
которого являются силы Рх, Ру, Рz
Рх
Ру
Рz
R
По правилу сложения
векторов сила сопротивления
металлов резания R находится по
формуле:
Условия резания в процессе
работы непрерывно изменяются,
поэтому сила резания не
остается постоянной

5.

УЭ 5 : «Сила сопротивления металлов
резанию при точении. Зависимость
составляющих силы резания»
5
Силы Рх и Ру выражаются для
точения в долях Рz:
• Ру = (0,4 … 0,5) Рz
• Рх = (0,25 … 0,3) Рz
N
При отрезании резцом
с
режущей кромкой, параллельной
оси, сила сопротивления
металлов резания R
раскладывается
на две
составляющие силы:
Pz и Ру
Ру
Ds
Ру
N-N
Рz
R
Ру
Рz

6.

УЭ: «Сила сопротивления металлов
резанию при точении. Зависимость
составляющих силы резания»
6
При подрезании торца
трубы резцом с углом = 90°,
= 0 сила сопротивления
металлов резанию R
раскладывается на две
составляющие силы: Рх и Рz
А
Рх
Рх
Ds
А-А
Рz
R
Рz

7.

УЭ : «Сила сопротивления металлов
резанию при точении. Зависимость
составляющих силы резания»
На величину сил Рх, Ру и Рz
влияют следующие основные
факторы:
1. Обрабатываемый материал
2. Глубина резания
3. Подача
4. Скорость резания
5. Передний угол резца
6. Главный угол в плане резца
7. Радиус закругления при
вершине резца
8. Смазочная охлаждающая
среда
9. Износ резца
7
НВ
t
S
V
r
СОС
Износ резца
Материал, из которого
изготовлена обрабатываемая
заготовка, оказывает на силы
резания большое влияние.
С увеличением твердости
(НВ) обрабатываемого
материала силы Pх, Ру, Рz
возрастут
НВ Pх, Ру, Рz

8.

УЭ : «Сила сопротивления металлов
резанию при точении. Зависимость
составляющих силы резания»
8
С увеличением глубины
резания и подачи увеличиваются деформации и трение.
В результате силы резания
увеличиваются
t Pх, Ру, Рz
S1 < S 2
Увеличение глубины
резания сильнее
сказывается на росте
S1
сил резания, чем
увеличение подачи, так
как при увеличении
глубины резания растет
объем деформации и
длина режущей кромки
резца, участвующая в
резании
(активная длина режущей
кромки)
S2
t1
t2
Активная длина
режущей кромки
S1
S2
t1
t2
t < t

9.

УЭ : «Сила сопротивления металлов
резанию при точении. Зависимость
составляющих силы резания»
9
Скорость резания V влияет на
силу резания по-разному. При
обработке пластичных и хрупких
материалов (низкоуглеродистых
сталей) в интервале скоростей
3- 50 м/мин наблюдается процесс
наростообразования.
Зависимость силы от
скорости в этом случае
рассматривается по
интервалам скорости:
- при V=5…25 м мин силы
резания уменьшаются, так как
нарост увеличивает передний
угол , что приводит к
увеличению степени
пластической деформации и
увеличению сил.
- при V = 25…50 м мин высота
наростов уменьшается, что ведет
к увеличению степени
пластической деформации и
увеличению сил резания.
Р(х, у,z),
Н
Рz
5
Рz
20
Рz
50
V,
м мин

10.

УЭ : «Сила сопротивления металлов
резанию при точении. Зависимость
составляющих силы резания»
10
- при V>50 м мин наросты
практически не образуются.
Увеличение скорости резания
приводит к снижению степени
пластической деформации
обработки металла и силы
резания уменьшаются.
При уменьшении переднего
угла острота режущего клина
уменьшается, что затрудняет
процесс врезания в обрабатываемую заготовку и увеличивает силы силы Рх, Ру, Рz
Pх, Ру, Рz

11.

УЭ : «Сила сопротивления металлов
резанию при точении. Зависимость
составляющих силы резания»
11
При отрицательных передних
углах сила резания больше, чем
при положительных
С увеличением главного угла в
плане возрастает толщина а
срезаемого слоя, следовательно
силы, Ру, Рх уменьшаются, а сила
Pz - увеличивается
С увеличением радиуса
закругления при вершине резца,
увеличивается длина криволинейного участка режущей кромки,
следовательно увеличиваются
деформации, и силы Рz и Ру
увеличиваются, а сила Рх уменьшается.
Рz Ру Рх
Рz
r
Ру
Рх

12.

УЭ : «Сила сопротивления металлов
резанию при точении. Зависимость
составляющих силы резания»
12
Применение СОС
уменьшает трение стружки
о резец и резца о заготовку;
снижа-ется температура
нагрева инструмента,
следовательно силы
резания снижаются
СОС Pх, Ру, Рz
Резцы чаще всего
изнашиваются по задней
поверхности, характеризуемой высотой h, имеющей
задний угол = 0
Чем больше площадка h,
тем значительнее трение
резца о заготовку, что
увеличивает резание.
h Pх, Ру, Рz