Влияние различных факторов на составляющие силы резания при точении

Доказано, что на силы , и влияют в основном следующие факторы: обрабатываемый материал, глубина резания, подача, передний угол резца (угол резания), главный угол в плане резца, радиус закругления при вершине резца, смазывающе-охлаждающие жидкости, скорость резания и износ резца.

Влияние обрабатываемого материала. Физико-механические свойства обрабатываемого материала и его состояние во многом определяют процесс стружкообразования и сопутствующие ему деформации, а следовательно, и силы сопротивления, которые должен преодолеть резец и станок. Чем больше предел прочности и твердость НВ обрабатываемого материала, тем больше силы , и .

Влияние глубины резания и подачи. Чем больше глубина резания и подача, тем больше площадь поперечного сечения среза и объем деформируемого металла, тем, следовательно, больше сопротивление металла стружкообразованию, и процесс резания будет протекать с большими силами , и . При продольном точении глубина резания оказывает больше влияние на силу резания, чем подача. Увеличение глубины резания приводит к увеличению ширины среза (длины участка лезвия инструмента, взаимодействующего с обрабатываемым материалом) во столько же раз, во сколько увеличена глубина, что обуславливает аналогичное увеличение силы резания. Увеличение же подачи лишь увеличивает толщину среза, вызывая увеличение сил, действующих только на передней поверхности резца.

При точении с одинаковой площадью поперечного сечения среза силы резания будут меньше в случае большей подачи и меньшей глубины резания.

Влияние скорости резания. Характер зависимости силы резания от скорости резания для материалов, склонных к наростообразованию, сложный.

Минимальное значение силы на кривых соответствует максимально возможному наросту. При малой скорости резания, когда нарост не образуется, сила резания велика. В диапазоне скоростей, где имеется максимальное наростообразование, сила резания и усадка стружки уменьшаются, так как с увеличением размеров нароста возрастает действительный передний угол инструмента. По мере дальнейшего увеличения скорости резания высота нароста, а следовательно, и действительный передний угол уменьшаются. Одновременно с этим возрастает коэффициент усадки стружки и сила резания. Дальнейшее увеличении скорости резания (работа на очень высоких скоростях резания) приводит к значительному повышению температуры резания, в результате чего уменьшается коэффициент трения, а следовательно, и .

При обработке чугуна нарост практически не образуется, поэтому зависимость имеет вид плавной убывающей кривой. Картина аналогична и для других материалов, не склонных к наростообразованию – жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов, титановых сплавов.

Влияние переднего угла. Чем меньше передний угол или чем больше угол резания , тем тяжелее резцу врезаться в обрабатываемую заготовку, больше деформация срезаемого слоя при превращении его в стружку, тем больше, следовательно, и сила резания . Одновременно с силой резания будут увеличиваться и силы и .

Для повышения прочности и стойкости режущего лезвия у резцов с положительным передним углом делается фаска под некоторым углом .

Влияние главного угла в плане. Если при вершине реза имеется закругление с некоторым радиусом r, то с увеличением главного угла в плане сила сначала уменьшается (в диапазоне ), а затем увеличивается. В рассматриваемом случае увеличение с одной стороны приводит к увеличению толщины срезаемого слоя (как следствие к уменьшению деформаций, коэффициента усадки стружки и силы резания ), с другой стороны – к увеличению криволинейного участка режущей кромки (как следствие к увеличению деформаций, коэффициента усадки стружки и силы резания ). В диапазоне углов первый фактор имеет большее влияние и сила уменьшается, а далее большее значение имеет увеличение криволинейного участка режущей кромки и сила увеличивается. Чем больше отношение , тем интенсивнее увеличение .

При в работе находится только прямолинейный участок режущей кромки, а следовательно, увеличение главного угла в плане будет приводить только к уменьшению силы .

С увеличение главного угла в плане сила резко уменьшается, а сила увеличивается.

Влияние радиуса закругления при вершине резца. Чем больше r, тем больше длина криволинейного участка режущей кромки, тем больше деформации, тем, следовательно, больше и сила .

Точки криволинейного участка режущей кромки имеют меньшее значение угла , то есть увеличение r подобно уменьшению угла ; поэтому при увеличении r сила увеличивается, а сила уменьшается.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: