Який фактор впливає на силу різання?

Знаючи сили, що діють у процесі різання, можна розрахувати та вибрати ріжучий інструмент та пристосування, визначити потужність, що витрачається на різання, а також здійснювати раціональну експлуатацію верстата, інструменту та пристроїв. Утворення стружки в процесі різання відбувається під дією сили різання, що долає опір металу. Силу P різання (Н) при обробці точенням можна розкласти на три складові (рисунок зліва): тангенціальну Pz, спрямовану вертикально вниз і визначальну потужність, що споживається приводом головного руху верстата; радіальну Ру, спрямовану вздовж поперечної подачі (ця сила віджимає різець і враховується при розрахунку міцності інструменту та механізму поперечної подачі верстата); осьову Рх, спрямовану вздовж поздовжньої подачі (ця сила прагне віджати різець у бік супорта і враховується щодо допустимого навантаження на різець і механізми верстата при поздовжньої подачі). Також на малюнку: S – подача, t – глибина різання, 1 – різець, 2 – заготовка.

Між трьома складовими сили різання існують приблизно такі співвідношення: Ру = (0,25-0,5) Pz; Px=(0,1-0,25)Pz У більшості випадків Pz приблизно дорівнює 0,9P, що дозволяє багато практичних розрахунків проводити не за силою Р різання, а за тангенційною її складовою Рz. У процесі різання на величину Рz, Ру і Рх впливають такі фактори: метал, що обробляється, глибина різання, подача, передній кут різця, головний кут різця в плані, радіус заокруглення ріжучої кромки різця, мастильно-охолоджуючі рідини, швидкість різання і знос різця.

Фізико-механічні властивості металу, що обробляється, істотно впливають на величину сили різання.Чим більша межа міцності при розтягуванні σs та твердість оброблюваного металу, тим більша Рz, Ру та Рх. Збільшення глибини різання та подачі також призводить до збільшення складових сили різання, причому глибина різання більше впливає на силу різання, ніж подача.

Чим менший передній кут або чим більше кут різання =90-γ, тим більше сила різання. При збільшенні головного кута у плані сила Ру різко зменшується, а сила Рх збільшується. Для твердосплавних різців при збільшенні від 60 до 90 градусів сила Рx практично не змінюється. При збільшенні радіусу г заокруглення ріжучої кромки різця сили Рz і Ру зростають, а сила Рх зменшується. Мастильно-охолоджуючі рідини зменшують силу Рz при невеликій товщині стружки, що зрізається, збільшення товщини зрізу і швидкості різання знижує ефект застосування СОЖ. Збільшення швидкості різання з 50 до 400-500 м/хв сила Рz значно зменшується; подальше підвищення швидкості різання дає лише невелике зменшення сили Рz. Зношування різця по задній поверхні значно збільшує сили Ру і Рx. Матеріал різальної частини різця також впливає на силу різання; наприклад, твердосплавні різці знімають стружку з дещо меншою силою різання, ніж різці зі швидкорізальної сталі.

Вплив різних факторів на сили різання при точенні

Вплив різних факторів на сили різання складний. З огляду на це, у 1930-ті роки. було запропоновано визначення сили різання використовувати спрощені узагальнені формули, у яких вплив низки чинників враховується як поправочних коефіцієнтів:

де З_р — постійна, що характеризує деякий метал та умови його обробки;

v - швидкість різання; п - показник ступеня; До_р — загальний поправочний коефіцієнт, що враховує конкретні умови;

де /С_м/, - Поправочний коефіцієнт, що враховує фізико-механічні властивості оброблюваного матеріалу; t - глибина різання, мм; S - подача, мм/хв; Хр, у_р — показники ступеня.

значення коефіцієнтів З_ру До_р та показників ступенів наведено у довідниках за режимами різання.

ОСНОВНІ ФАКТОРИ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА СИЛУ РІЗАННЯ

Утворення стружки в процесі різання відбувається під дією сили різання Р, що долає опір металу. Силу різання Р під час обробки точенням можна розкласти на три складові (рис. 12.6): тангенціальну P_z, Спрямовану вертикально вниз і визначальну потужність, що споживається приводом головного руху; радіальну Р_у, Спрямовану вздовж поперечної подачі, яка віджимає різець і враховується при розрахунку міцності інструменту та механізму поперечної подачі верстата; осьову Р_х, Спрямовану вздовж поздовжньої подачі, яка прагне віджати різець у бік супорта і враховується при визначенні допустимого навантаження на різець та механізми верстата при поздовжній подачі. Між трьома складовими сили різання існує приблизно таке співвідношення:

• 1- різець, 2 - заготівля; Р – сила різання, Р_х, Р_ута P_z - складові сили різання, V - швидкість різання,
• 5 - подача, / - глибина різання

Чим менший передній кут або чим більше кут різання 5=90°-у , тим більша сила різання. При збільшенні головного кута в плані сила Р_у різко зменшується, а сила Р_х збільшується. Для твердосплавних різців зі збільшенням ф від 60 до 90° сила P_z практично залишається постійною. При збільшенні радіусу заокруглення г ріжучих кромок при вершині різця сили P_z та Р_у зростають, а Р_х зменшується.

Мастило-охолоджувальні рідини зменшують силу P_z при тонких зрізах, при збільшенні товщини зрізу та швидкості різання ефект від застосування СОЖ зменшується.

Збільшення швидкості різання від 50 до 400-500 м/хв призводить до ефективного зменшення сили P_zпри швидкості ц>500 м/хв зменшення P_z незначно. Зростання зносу по задній поверхні трохи збільшує Р_у та Р_х.

Сила різання залежить від матеріалу різальної частини різця. При обробці твердосплавними різцями сили різання трохи менше, ніж різцями зі швидкорізальної сталі.