Силы, действующие на резец

Категория:
Токарное дело


Силы, действующие на резец

Обрабатываемый материал сопротивляется срезанию (скалыванию), и на резец действует сила сопротивления резанию (давление стружки). Эта сила складывается из силы сопротивления металла разрыву в момент скалывания, силы сопротивления стружки завиванию и силы трения на рабочих поверхностях резца. Сила сопротивления резанию (рис. 1) направлена перпендикулярно передней поверхности резца. Положение передней поверхности резца в пространстве зависит от сочетаний переднего угла у и угла наклона режущей кромки X (число сочетаний безгранично), поэтому направление действия сопротивления резанию R (направление вектора силы) неопределенно.

Для облегчения изучения и измерения силы сопротивления резанию принято рассматривать не саму силу сопротивления, а ее проекции на три выбранные оси. Эти проекции называются составляющими силы сопротивления резанию.

Вертикальная составляющая, или сила резания, Р., действует вертикально вниз, т. е. лежит в плоскости резания (ее вектор совпадает с вектором скорости резания). Сила резания Рг стремится согнуть, сломать резец (рис. 2, а), поэтому расчет резца на прочность ведут по силе Р2.

На преодоление его расходуется крутящий момент, прикладываемый к шпинделю станка от электродвигателя (рис. 2, б). Горизонтальная составляющая — осевая сила, или сила подачи, Рх направлена в сторону, противоположную направлению подачи, и препятствует движению подачи. По этой силе рассчитывают механизм подачи станка.

Вторая горизонтальная составляющая, или радиальная, сила Ру направлена вдоль оси резца, отжимает резец от заготовки и воспринимается болтами резцедержателя. Реактивная сила Р’у отжимает заготовку (рис. 3). По силе Ру рассчитывают жесткость крепления заготовки, определяют, необходима ли установка люнета.

1. СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА РЕЗЕЦ

2. ДЕЙСТВИЕ СИЛЫ РЕЗАНИЯ: а — прогиб резца, б — образование момента резания

3. ОТЖИМ ЗАГОТОВКИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ РАДИАЛЬНОЙ СИЛЫ

Силы Рх и Ру взаимно перпендикулярны. Суммарная сила сопротивления резанию является их геометрической суммой: по величине и направлению она равна диагонали прямоугольного параллелепипеда, построенного на этих силах как на сторонах.

Определение силы резания Рг. Сила резания зависит в первую очередь от обрабатываемого материала; чем тверже обрабатываемый материал, чем выше его механическая прочность (характеризуемая пределом прочности гтв и твердостью НВ), тем выше сопротивление резанию, тем больше сила резания. На силу резания влияет также площадь среза F=fSMM2, т. е. гл-убина резания Г и подача s.

Физически меньшее влияние подачи, чем глубины резания на силу резания, объясняется тем, что с увеличением подачи увеличивающаяся толщина стружки делает ее более жесткой, менее подверженной завиванию: значит, на завивание стружки расходуется меньше силы, прикладываемой со стороны передней поверхности резца к срезаемому слою.

Если увеличить глубину резания в два раза, то сила резания также увеличится в два раза а если увеличить подачу в два раза, то сила резания увеличится в 20у 75 раза, т. е. в 1,68 раза (на 68%). Отсюда следует важный закон резания: для уменьшения расходуемой мощности при неизменной производительности резца следует увеличить подачу, соответственно уменьшив глубину резания.

4. ЗАВИСИМОСТЬ ОСЕВОЙ И РАДИАЛЬ-V^HOH СИЛ ОТ ГЛАВНОГО УГЛА В ПЛАНЕ

Измерение сил, действую щ их на резец. С целью установления влияния геометрии резца, режимов резания, механических свойств обрабатываемого металла, эффективности СОЖ и других факторов на силы Pz, Рх и Ру выполняют непосредственное измерение этих сил при помощи динамометра. Динамометр устанавливают на суппорте станка и в нем, как в резцедержателе, закрепляют резец, которым ведут обтачивание.

Рычажный динамометр для определения силы Р2 в производственных условиях показан на рис. 305. В передней части корпуса находится брус квадратного сечения с державкой, в которую закрепляют резец. На втором конце корпуса в цилиндрическом отверстии движется стержень. На корпусе укреплен индикатор, наконечник которого упирается в стержень, а стержень — в планку, приваренную к державке. Под действием силы резания Pz резец наклоняется вниз, закручивая брус. Противоположный конец планки, поднимаясь вверх, толкает стержень и через него — штифт индикатора. Перемещение стрелки индикатора пропорционально деформации бруса, а следовательно, и силе резания Pz.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум