2.4. Розрахунок складових сил різання та потужності різання для токарної обробки. Порядок виконання практичної роботи.

1. Ознайомитися із завданням до практичної роботи.

2. Накреслити схему дії складових сили різання у відповідності до одержа-ного індивідуального завдання.

3. Вибрати необхідні довідкові дані для розрахунків складових сили різан-ня. При цьому можна користуватися довідниками [3,10,11].

4. Визначити складові сили різання Р_х, Р_y, Р_z .

5. Визначити потужність різання.

6. Розрахунки складових сили різання та потужності різання оформити у вигляді звіту.

П ід час проведення процесу рі-зання виникає система сил. Умовно можна вважати, що рівнодіюча цих сил діє перпен-дикулярно до леза різця. Для практичних розрахунків вико-ристовується не сама рівнодіюча R, а її складові P_z, P_y, Р_х. P_z – головна складова сили різання (часто складову P_z називають силою різання), лежить в пло-щині різання і діє перпен-дикулярно лезу різця. В основ-ному стружка з поверхні заго-

товки знімається під дією цієї сили, тому знаючи силу P_z, можна визначити потужність різання. З врахуванням сили P_z розраховують різець на міцність і розраховують на міцність вузли та деталі верстату. P_y – радіальна складова сили різання, прагне відштовхнути різець від заготовки. Вона діє перпендикулярно до заготовки. Силу P_y використовують при розрахунках на міцність механізмів поперечної подачі верстата. P_x – осьова складова сили різання, діє паралельно осі заготовки. Ця сила складає основне навантаження механізму поздовжньої подачі супорта верстата.

Рівнодіюча сил різання підраховується за формулою:

(2.4.1)

Співвідношення сил P_x, P_y та P_z залежить від елементів режиму різання, геометрії різця, властивостей матеріалу заготовки, стану леза різця та іншого.

В окремих випадках сила P_x або P_y відсутні. При відрізуванні заготовки різцем з лезом паралельним осі заготовки сила P_x відсутня. При обробці про-хідним упорним різцем з кутами φ = 90⁰ та λ = 0⁰ відсутня сила Р_у.

Аналітичним способом сили різання підраховуються за емпіричними формулами.

При використуванні довідників [10,11] складові сили різання визна- чаються за формулою:

(Н) (2.4.2)

С_р – постійна величина, яка враховує вид токарної обробки, групу матеріалу заготовки та інструменту. Постійна С_р та показники х, у, n вибираються окремо для сил Р_х, Р_у та Р_z по таблиці 22 (стор. 273, 274) [10] або таблиці 20 (стор. 429) [11];

t – глибина різання (мм);

S – величина подачі різця (мм/об.);

V – швидкість різання (м/хв.);

К_р – коефіцієнт, який враховує конкретні умови обробки:

(2.4.3)

К_мр – коефіцієнт, який враховує властивості оброблюваного матеріалу:

для сталей (2.4.4)

для сірого чавуну (2.4.5)

для ковкого чавуну (2.4.6)

Показник n вибирається з таблиці 9 (стор. 264) [10] або табли- ці 22 (стор. 430) [11]. Для мідних та алюмінієвих сплавів коефіцієнт К_мр визначається по таблиці 10 (стор. 265) [10] або таблиці 23 (стор. 430) [11].

К_φр, К_γр, К_λр, К_rр – коефіцієнти, які враховують вплив відповідних кутів різця на величину складових сили різання. Ці коефіцієнти слід вибирати з таблиці 23 (стор. 275) [10] або таблиця 24 (стор. 431) [11].

При роботі з довідником [3] слід використовувати рекомендації карти 2.88 (стор. 350)

Після визначення складових сили різання можна підрахувати потужність різання:

(кВт) (2.4.7)

Значення сили P_z підставляти в Нютонах, швидкість різання в метрах за хвилину.

З метою набуття навиків визначення режимів різання табличним методом доцільно силу P_z знайти за допомогою карти Т5 (стор. 35-36)[9] або за допомо-гою іншого довідника.