Сила резания


Силу резания R принято раскладывать на составляющие силы - тангенциальную Pz , радиальную Py и осевую Px.
При точении, растачивании, отрезании, прорезании пазов и фасонном точении тангенциальную составляющую, H, рассчитывают по формуле

(8)

где:

Сp; xp; yp; np - эмпирические коэффициент и показатели степени, приведённые в табл.15;

t - глубина резания (при отрезании, прорезании и фасонном точении - длина лезвия резца), мм;

Kp = KMp·Kjp·Kgp·Klp·Krp - поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания. Численные значения этих коэффициентов приведены в табл. 13 и 16.

Для определения сил Py и Px существуют аналогичные эмпирические формулы. Однако для упрощения и ускорения расчётов величины сил Py и Px рекомендуется [3] принимать по следующим соотношениям

Px=(0,1...0,25) · Pz,    (9)

Py=(0,25...0,5) · Pz

Мощность резания, кВт, рассчитывают по формуле

(10)

С учётом потерь, мощность привода, кВт, определится

(11)

где h - к.п.д. станка, (принимается равным 0,85).

Проверка режима резания по мощности резания

Расчитаный режим резания необходимо проверить на достаточность мощности привода станка. Найденное значение Nпр сравнивается с паспортным значением Nпрпасп станка, проверяется условие

(12)

В случае несоблюдения этого условия следует уменьшить силу резания соответствующим изменением периода стойкости инструмента, подачи или глубины резания.

Проверка резца на изгиб

После проведения проверки по мощности резания производится проверка прочности державки резца на изгиб от действия тангенциальной составляющей силы резания (см. рис. 4).

Определение длины вылета резца

Рис. 4. Схема к определению длины вылета резца.

При этом должно соблюдаться условие:

     (13)

где:

B - ширина поперечного сечения державки резца, мм ;

Н - высота поперечного сечения державки резца, мм ;

lр - вылет резца из резцедержателя, мм:

  • при наружном продольном точении lр» (1,2 - 1,25)Н,
  • при подрезании торцев lр»(D/2)+5, мм;
  • при растачивании отверстий lр » L+5 мм;

L - длина обработки, мм (см. формулу 39).

[sи]= 200 МПа - предельно допустимые напряжения на изгиб для державки из конструкционной стали.

При несоблюдении данного условия следует уменьшить вылет резца, увеличить размеры поперечного сечения державки, или уменьшить Pz соответствующим изменением режима резания.

Проверка на точность обработки

Радиальная составляющая силы резания Py может вызвать продольный изгиб заготовки. Поэтому необходима проверка жёсткости обрабатываемой детали, которая проводится исходя из условий точности обработки.

Максимальная нагрузка, Н, допускаемая жёсткостью заготовок, определяется по формуле:

     (14)

где:

f - стрела прогиба детали, мм.

    Можно рекомендовать:
  • при черновом точении f = 0,1 - 0,2 мм,
  • при получистовом - f=0,1 мм,
  • при точных работах 20 - 25 % от величины поля допуска на размер обрабатываемой поверхности;

k - коэффициент продольной упругости, зависящий от способа установки детали:

  • k = 3 - деталь закреплена в патроне;
  • k = 70 - деталь закреплена в центрах;
  • k = 130 - деталь закреплена в патроне с поджатием задним центром;

E - модуль продольной упругости, МПа, табл. 17;

- момент инерции поперечного сечения детали (круга), мм;

D - диаметр круга, мм;

ld - длина детали (заготовки).

Если условие не выполняется, необходимо изменить схему закрепления детали; уменьшить глубину резания, величину подачи, геометрические параметры режущего инструмента.


Природа возникновения сил резания
Элементы режима резания
Операции обработки резанием
Режущий инструмент
Металлорежущие станки
Влияние различных факторов на величину силы резания
Сила резания
Выбор подачи
Расчёт режимов резания при сверлении, рассверливании, зенкеровании и развёртывании
Расчёт режимов резания при резьбонарезании
Основные элементы режима резания при шлифовании
Расчёт режимов резания при строгании и долблении
Фрезерование
Коэффициенты и показатели степени для определения силы резания
Поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости
Поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента
Значения коэффициентов и показателей степени в формулах скорости резания
Влияние реальных условий обработки на скорость резания
Поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий глубину обрабатываемого отверстия
Скорость резания