Сили різання і потужність, затрачувана на різання при точінні

Сили різання при точінні. Зрізуючи стружку, різець долає опір оброблюваного матеріалу різання і сили тертя стружки по передній поверхні різця і задніх його поверхонь по оброблюваній заготівці. Рівнодіючу сил, діючих на різець, називають рівнодіючою силою різання R. Її величина і напрям у просторі під впливом ряду чинників (неоднорідної структури і твердості заготовки, непостійності перетину шару, що зрізається та ін.) змінні. Тому зазвичай використовують її утворюючі , отримані розкладанням сили R по трьох взаємно перпендикулярних осях (рис. 2. 4).

Сила , що діє в площині різання в напрямку головного руху, називається дотичною або вертикальною складовою сили різання.

Сила , що діє перпендикулярно до осі оброблюваної заготовки, називається радіальною складовою сили різання.

Сила , що діє вздовж осі заготовки паралельно до напряму поздовжньої подачі, називається осьовою складовою сили різання або силою подачі.

Рівнодіюча R за величиною і напрямом може бути визначена як діагональ паралелепіпеда, побудованого на утворюючих силах, і знайдена з виразу

, Н

По силі визначають крутний момент на шпинделі верстата, потужність, що витрачається на різання, проводять динамічний розрахунок коробки швидкостей. Тому іноді її називають головною складовою сили різання або просто силою різання.

Крутний момент на шпинделі верстата

, Нм,

де – діаметр оброблюваної заготовки, мм.

По силі і крутному моменту розраховують на міцність коробку швидкостей.

Силу при точінні визначають за емпіричною формулою

, Н

де – коефіцієнт, що залежить від властивостей оброблюваного матеріалу; – глибина різання, мм; – подача, мм/об; – узагальнений поправочний коефіцієнт на змінні умови обробки в порівнянні з тими, для яких дано значення .

Значення , , , , для різних матеріалів і конкретних умов обробки приведені в довідниках.

Сила прагне відштовхнути різець від заготовки і деформувати її. Це зменшує точність обробки, може змінити форму деталі. Величину сили потрібно знати для розрахунку на міцність станини і супорта, а силу – для розрахунку механізму подачі верстата.

Значення і можуть бути знайдені з емпіричних формул подібно тому, як це робилося для визначення . Але в практику величини і зазвичай беруть в частинах від . Співвідношення сил / і / не постійні, а змінюються залежно від геометричних параметрів різця, елементів режиму різання і зносу різця. При точінні гострим різцем з геометричними параметрами ; ; співвідношення сил таке: , . Зі збільшенням кута сила зменшується, тому легко деформовані довгі і тонкі деталі оброблюють різцями з великими кутами в плані, аж до , при якому сила мінімальна.

Зі збільшенням подачі відношення / збільшується.

Потужність, що затрачається на різання при поздовжньому точінні, називається ефективною потужністю

, кВт,

де – частота обертання заготовки, об/хв.

Величина потужності від сили складає 1-2 % від всієї потужності. Тому нею нехтують і потужність визначають за формулою

, кВт.

Потужність, що витрачається електродвигуном, ,

де – ККД верстата, рівний 0,7-0,8.