Алгоритм расчета сил резания

При расчете силы резания используют либо эмпирические зависимости, либо специальные таблицы нормативов резания. И в том и в другом случае отличие реальных условий резания от тех, на основании которых представлен справочный материал, учитывают поправочными коэффициентами.

При расчете по эмпирическим зависимостям используют формулы (2):

- из таблиц справочной литературы выписывают значения коэффициентов и показателей степеней формул (, , , , , , , , , , , ), возможно более близкие к условиям задачи;

- отличие заданных условий обработки от нормативных учитывают путем введения соответствующих поправочных коэффициентов; поправочные коэффициенты на характеристики механических свойств обрабатываемого материала и поправочные коэффициенты в зависимости от геометрических параметров резца определяют по соответствующим таблицам справочной литературы;

- по формулам (3) рассчитывают обобщенные силовые поправочные коэффициенты для каждой составляющей силы резания;

- по формулам (2) рассчитывают составляющие силы резания (конечный результат умножают на 9,81 для получения размерности в ньютонах).

Алгоритм использования специальных таблиц нормативов резания представлен в той справочной литературе, которую используют. Например, необходимо определить составляющие силы резания , и при продольном точении заготовки из стали 40 с пределом прочности = 650 МПа резцом с пластиной из твердого сплава Т5К10; глубина резания = 4 мм; подача резца = 0,6 мм/об; скорость резания = 110 м/мин; геометрические параметры резца: форма передней поверхности - радиусная с фаской; = 60⁰; = 10⁰; = 8⁰; = 10⁰; = +5⁰; = 1 мм. При решении задачу с использованием источника /3/ (приложение А) действуют следующим образом.

Определяют тангенциальную силу по приложению 5 в следующем порядке. По условию примера обрабатывается сталь с = 650 МПа. Поэтому по вертикальному столбцу «≤ 65» находят подачу ближайшую большую по отношению к заданной: 0,65 мм/об. Затем вправо от нее по горизонтали находят глубину резания, ближайшую большую по отношению к заданной: 4,9 мм. Следуя от нее по вертикальному столбцу, находят в нижней части таблицы тангенциальную силу резания . Учитывают поправочный коэффициент на силу резания в зависимости от скорости резания. Для заданной по условию скорости резания = 110 м/мин = 0,95 (найден интерполированием значений = 1 для = 70 м/мин и = 0,83 для = 240 м/мин).

Тогда

Вопросы для самопроверки

1. Дайте определение силы резания.

2. Назовите источники возникновения силы резания.

3. Как материал заготовки воздействует на переднюю и заднюю поверхности инструмента?

4. В какой системе координат рассматривают результирующую силу резания?

5. На какие составляющие «раскладывают» силу резания? Охарактеризуйте их.

6. Каково соотношение между составляющими силы резания?

7. Влияние каких факторов учитывают при расчете составляющих силы резания?

8. Что такое «момент сопротивления резанию»?

9. Что такое «эффективная мощность»?

10. Какую составляющую силы резания учитывают при определении эффективной мощности?

Варианты заданий

Задача 1. Определить силы резания , и при продольном точении заготовки резцом из твердого сплава с глубиной резания , подачей и скоростью резания по данным таблицы 1.

Задача 2. Определить мощность , затрачиваемую на резание, и момент сопротивления резанию , если при продольном точении заготовки диаметром со скоростью резания тангенциальная сила резания составила (табл. 2). Достаточна ли мощность станка 16К20 для работы с заданным режимом резания?

Таблица 1 – Данные к задаче 1

№ варианта	Материал заготовки	Режим резания	Геометрические параметры резца*
, мм	, мм/об	, м/мин					, мм	Форма передней поверхности
град
	Сталь 20, = 500 МПа		0,7				+10	+5		Радиусная с фаской
	Серый чугун СЧ 10, НВ 160		0,78			+5	+10	Плоская
	Сталь жаропрочная 12Х18Н9Т, НВ 180		0,21				+10			Радиусная с фаской
	Серый чугун СЧ 30, НВ 220	1,5	0,26				+5	-5	Плоская
	Сталь 38ХА, = 680 МПа		0,61				+10	+5		Радиусная с фаской
	Серый чугун СЧ 15, НВ 170	4,5	0,7			+5		Плоская
	Сталь 40ХН, = 700 МПа	1,5	0,3				+10	-5		Радиусная с фаской
	Серый чугун СЧ 25, НВ 210		0,23				+5	-5	Плоская
	Сталь Ст5, = 600 МПа	3,5	0,52			+10	+5		Радиусная с фаской
	Серый чугун СЧ 20, НВ 180		0,87			+5	+10	Плоская
	Серый чугун СЧ 15, НВ 170		0,5				+5			Плоская
	Сталь 40ХН, = 700 МПа		0,1				+10	-5		Радиусная с фаской
	Серый чугун СЧ 25, НВ 210	2,5	0,13				+5	-5		Плоская
	Сталь Ст5, = 600 МПа		0,32				+10	+5		Радиусная с фаской

Продолжение табл. 1

№ варианта	Материал заготовки	Режим резания	Геометрические параметры резца*
, мм	, мм/об	, м/мин					, мм	Форма передней поверхности
град
	Серый чугун СЧ 20, НВ 180	3,5	0,67				+5	+10		Плоская
	Сталь 20, = 500 МПа	4,5	0,3				+10	-5		Радиусная с фаской
	Серый чугун СЧ 10, НВ 160		0,8				+5	+5		Плоская
	Сталь жаропрочная 12Х18Н9Т, НВ 180		0,411				+10			Радиусная с фаской
	Серый чугун СЧ 30, НВ 220		0,26				+5	-5		Плоская
	Сталь 38ХА, = 680 МПа	2,5	0,41				+10	-5		Радиусная с фаской
	Сталь жаропрочная 12Х18Н9Т, НВ 180		0,21				+10	-5		Радиусная с фаской
	Серый чугун СЧ 30, НВ 220	2,5	0,26				+5	+5		Плоская
	Сталь 38ХА, = 680 МПа	3,5	0,61				+10			Радиусная с фаской
	Серый чугун СЧ 15, НВ 170		0,7				+5	-5		Плоская
	Сталь 40ХН, = 700 МПа		0,3				+10	-5		Радиусная с фаской

* = 10⁰.

Таблица 2 – Данные к задаче 2

№ варианта	, мм	, м/мин	, Н	№ варианта	, мм	, м/мин	, Н

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: