42.Силы резания.

Срезаемый слой давит на резец с силой резания Р (рис. 16), являющей­ся геометрической суммой нормальных сил и сил трения, действующих на его передней и задней поверхностях. Сила резания Рнаправлена перпендикуляр­но передней поверхности резца. Положение передней поверхности в пространстве зависит от сочетания передне­го угла   и угла наклона режущей кромки  . Число сочетаний этих углов безгранично, поэтому направление и величина силы резания Р неопределённы. Для изучения и измерения силу резания раскладывают на три координат­ные оси Z, Y, X, получая составляю­щие силы резания Рz. Ру и Рx. Ось Z направлена вертикально осям Y и Х и расположена в горизонтальной плос­кости. Вертикальную составляющую силу Рz называют окружной силой или главной составляю­щей силы резания. Она располо­жена в плоскости резания (ее вектор совпадает с вектором скорости резания). Окружная силаРz стремится со­гнуть, сломать резец (рис. 16). Поэтому расчет резца

Рис. 16. Силы. действующие на резец при точении

на прочность ведут по силе Рz. Реактивная сила Р'z, действу­ющая со стороны резца на заготовку, препятствуя ее вращению, создает момент сопротивления резанию (в Н*м), называемый моментом резания:

где Рz — окружная сила, Н; D — диа­метр, м.

Горизонтальная составляющая — осевая сила, или сила подачи, направлена в сторону, противополож­ную направлению подачи, и препятст­вует движению подачи. По этой силе рассчитываются механизмы подачи станка.

Вторая горизонтальная составляю­щая, или радиальная сила Ру, направлена вдоль оси резца, отжимает резец от заготовки и воспринимается болтами резцедержателя. Реактивная сила Р'y отжимает заготовку (рис. 16). По силе Ру рассчитывают жесткость крепления заготовки.

Силы Рz, Рх и Ру взаимно перпен­дикулярны. Суммарная сила резания равна диагонали прямоугольного па­раллелепипеда, построенного на этих силах как на сторонах (рис. 16). Наи­большую величину имеет силаРz. При нормально заточенном резце примерное соотношение сил Рz : Ру : Рх =1 :0,4 :0,25.

Определение силы резания. На си­лу резания влияют режим резания, геометрические параметры резца, ме­ханические свойства обрабатываемого и инструментального материала, сте­пень затупления резца и характер при­меняемой СОЖ. Силу резания Рz (в Н) можно определить по формуле

Pz=Pz(табл)К1К2*10

где Рz(табл.) — табличное значение Рz, кг (10—множитель для перевода в ньютоны); K1 — коэффициент, завися­щий от обрабатываемого материала; К2 — коэффициент, зависящий от ско­рости резания.

Мощность, затрачиваемая на реза­ние. Мощность представляет собой работу силы в единицу времени. Мощ­ность резания (в кВт) определяется суммой:

Nрез=NPz+NPy+NPx.

Учитывая, что при продольном то­чении сила Ру=0, а мощность, затра­чиваемая на выполнение подачи, не­значительна (NPx=1—2% NPz), при расчетах вторым и третьим слагаемы­ми пренебрегаем, тогда мощность реза­ния

Nрез=NPz.

Величину мощности определяем по формуле

где Nтабл — табличное значение мощ­ности резания, кВт; КN — коэффициент, зависящий от обрабатываемого мате­риала; t — глубина обработки, мм; v — скорость резания, мм/мин.

Мощность электродвигателя (кВт)

где   — к. п. д. станка.

Для осуществления резания на за­данном станке необходимо, чтобы мощ­ность электродвигателя данного стан­ка была больше или равна расчетной мощности.