Силы резания

Усадка стружки

Рис.62. Схема усадки стружки.

Усадка стружки - укорочение и утолщение стружки по сравнению с длиной и толщиной срезаемого слоя (Рис.62).

Усадка характеризуется коэффициентом усадки К, который может быть: K_L - коэффициент продольной усадки и

K_a - коэффициент поперечной усадки,

из равенства объемов материала стружки и срезанного слоя имеем a · b · L = a₁ · b₁ · L₁, при b = b₁ получаем K = K_L = K_a.

Чем пластичнее металл, тем больше коэффициент усадки стружки.

Для хрупких металлов К = 1, для пластичных К = 4...7.

Усадка стружки зависит от физико-механических свойств обрабатываемого материала, режима резания, геометрии инструмента, условий резания и др.

Деформирование и срезание с заготовки слоя металла происходит под действием внешней силы «R», приложенной со стороны инструмента к обрабатываемой заготовке, в направлении главного движения. При этом работа, затрачиваемая на деформацию и разрушение металла равна:

A = P_z·V = A_уд + А_пд + А _т,

где A_уд - работа, затраченная на упругое деформирование,

А_пд - работа, затраченная на пластическое деформирование и разрушение металла,

А _т - работа, затраченная на преодоление сил трения инструмента о заготовку и стружку.

В результате сопротивления металла деформированию возникают реактив- ные силы, действующие на резец: нормального давления и силы трения.

Равнодействующую R от указанных сил можно разложить на состав-ляющие, действующие по трем взаимно перпендикулярным направлениям: координатным осям станка (Рис.63).

Такими являются:

Рис. 63. Разложение силы резания на составляющие.

ось x - линия центров станка,

ось y - линия, перпендикулярная к линии центров станка

ось z - линия, перпендикулярная к плоскости (x - y).

R - равнодействующая сил, действующих на резец,

Р _z - вертикальная составляющая силы резания,

Р_y - радиальная составляющая силы резания,

P_x - осевая составляющая силы резания.

По силе P _z определяют крутящий момент на шпинделе станка, эффективную мощность резания, деформацию изгиба заготовки в плоскости (x - z), изгибающий момент на стержень резца. По силе P _z ведут динамический расчет механизмов коробки скоростей станка.

По силе Р _y определяют упругое отжатие резца от заготовки и деформацию изгиба заготовки в плоскости x - y.

По силе P _x рассчитывают механизмы подач станка и изгибающий момент, действующий на стержень резца.

Силы P_z, Р_y и P_x определяют по эмпирическим формулам:

P = C_P• t^xp• S^yp• V^np• К_p,

где С_Р - коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала,

t, S и V - глубина, подача и скорость резания,

К_P - поправочный коэффициент, учитывающий факторы, отличающиеся от эталонных.