5.5.Влияние различных факторов на силы резания при точении

Исследованиями, проведенными в России и за рубежом, установлено, что на величину и характер сил, действующих при точении, оказывают влияние: физико-механические свойства и структура обрабатываемого материала; геометрических параметров режущей части инструмента; элемента режима резания; метода охлаждения и применяемой смазочно-охлаждающей технологической среды; инструментального материала, его свойства и химический состав.

При обработке пластичных материалов силы резания больше, чем при обработке хрупких. Характер влияния скорости на сложные силы (изменение трения, деформации в области исчезновения нароста). С увеличением глубины резания и подачи силы резания увеличиваются. При продольном точении глубина резания влияет на силы больше, чем подача.

Влияние различных факторов на силы резания сложно. Учитывая это, комиссия по резанию металлов (1936-41 г.) предложила использование для определенной силы резания упрощенные обобщенные формулы, в котором влияние ряда факторов учитывается ввиду поправочного коэффициента.

;

,

где - постоянная, характеризующая некоторый металл и условия его обработки;

- показатели степени;

- общие поправочные коэффициенты, учитывающие конкретные условия;

Поправочный коэффициент определяется по формуле

где - учитывает физико-механические свойства обрабатываемого материала.

Значения коэффициентов , и показателей степеней приводятся в справочниках по режимам резания.

5.6.Контрольные вопросы

1. Механика резания при точении.

2. Расчет сил резания.

3. Экспериментальное определение сил резания.

4. Мощность резания.

5. Влияние факторов на силы резания.

6.Тепловые явления в процессе резания

6.1.Источники тепла и тепловой баланс

При резании почти вся механическая энергия деформации и трения переходит в тепло. Тепло оказывает влияние на износостойкость инструмента, качество поверхности детали, процесс трения и т.д. общее количество тепла приближенно определяется по формуле, ккал/мин:

где А – работа резания (работа деформаций и трения);

1/427 – тепловой эквивалент механической работы.

Пренебрегая работой в направлении подачи можно записать следующую формулу, ккал/мин:

,

где – сила, действующая в направлении скорости резания;

– тепловой эквивалент механической работы.

Рис. 6.66. Источники теплообразования

- интенсивность теплового источника, т.е. количество тепла, выделяемого источником в единицу времени.

1. Теплота от пластической деформации (в плоскости скалывания – зона максимальных сдвигов).

Интенсивность одного источника:

2. Теплота от трения по передней поверхности:

3. Теплота от трения по задней поверхности: Работой пренебрегаем.

Суммарная интенсивность или общее количество тепла, выделяемая в зоне резания:

где сопротивление пластической деформации: , , сопротивление поверхностного внедрения ;

- выделяемое тепло в процессе резания, оно распространяется в стружку, деталь, инструмент и окружную среду;

,

где - тепло, уходящее со стружкой;

- тепло, идущее в изделие;

- тепло, переходящее в инструмент;

- тепло, передающееся в окружающую среду;

- коэффициент, учитывающий неполноту превращения механической энергии в тепловую.

От 5% до 10% -не выявляется в виде теплового эффекта, а уходит на перестройку кристаллической решетки вещества.

Тепло распространяется следующим образом:

1.При - наибольшее количество тепла идет в стружку, а затем в изделие и резец: 50-86% - в стружку от , 20-40% - в изделие и 5-8% в резец.

2.При - при обработке титановых сплавов, например, обладающих низкой теплопроводностью.

; .

В этом случае в резец идет до 20% - одна из причин плохой обрабатываемости титановых сплавов, уменьшает прочность резца.