Читайте также:
|
В результате сопротивления металла деформированию возникают реактивные силы, действующие на режущий инструмент. Это силы упругого (PУ1 и РУ2) и пластического (PП1 и РП2) деформирования, векторы которых направлены перпендикулярно к передней и главной задней поверхностям резца (рис. 1, а). Наличие нормальных сил обусловливает возникновение сил трения (T1 и T2), направленных по передней и главной задней поверхностям инструмента:
Т1 = μ (Ру1 + Рп1) и Т2 = μ (Р'у2 + Р'п2).
Cистему сил, действующих на резец, приводят к равнодействующей силе резания:
Считают, что точка приложения силы R находится на рабочей части главной режущей кромки инструмента (рис. 1, б). Абсолютная величина, точка приложения и направление равнодействующей силы резания R в процессе обработки переменны. Это можно объяснить неоднородностью структуры металла заготовки, переменной поверхностной твердостью материала заготовки, непостоянством срезаемого слоя металла (наличие штамповочных и литейных уклонов и др.) в процессе резания.
Для расчетов используют не равнодействующую силу резания, а ее составляющие, действующие по трем взаимно перпендикулярным направлениям — координатным осям металлорежущего станка.
Для токарно-винторезного станка: ось х — линия центров станка, ось у — горизонтальная линия, перпендикулярная к линии центров станка, ось z — линия, перпендикулярная к плоскости хоу (рис.1, б).
Составляющая сила P z, действующая в плоскости резания, называется силой резания. По этой силе определяют крутящий момент на шпинделе станка, мощность резания и производят расчет механизма коробки скоростей и прочности резца.
Составляющая сила Р у, действующая в горизонтальной плоскости и совпадающая с направлением поперечной подачи, называется радиальной силой. Сила Р у действует на обрабатываемую заготовку, изгибая ее, что влияет на точность обработки и одновременно отжимает инструмент от заготовки.
Составляющая Р х действует в горизонтальной плоскости, совпадает с направлением продольной подачи и называется силой подачи. Силу Р х должен выдержать механизм подач станка.
Согласно формуле А. Н. Челюскина сила Р Z в случае свободного резания
Т.к. при точении проходными резцами
, 
,
получаем
Экспериментальными исследованиями установлено, что для всех режимов резания влияние t и s может быть выражено общей зависимостью.
где С р — коэффициент, зависящий от качества обрабатываемого металла;
t — глубина резания в мм;
S — подача в мм/об;
Х р и Y р — показатели степени при глубине резания и подаче.
Значение С р и показатели степеней Х р и Y р для конкретных условий приведены в различных нормативных материалах, откуда их и выбирают для практических целей.
Обычно Y р = 0,75, а Х р = 1, вследствие чего для уменьшения силы резания при обтачивании с одним и тем же сечением среза f = tS рекомендуется выполнять обработку при большей подаче и меньшей глубине резания.
Вычислив силу Р z, переходят к определению сил Р х и Р у.
Cоотношение сил P z: Р х: Р у зависит от элементов режущей части резца и режимов резания (t, S, V), от свойств обрабатываемого материала и износа резца, от условий резания и других факторов. В среднем соотношение составляющих сил резания можно принять:
P z: Р х: Р у = 1: 0,45: 0,25.
Для измерения сил Р х, Р у, Р Z при точении также используют трёхкомпонентные токарные динамометры.
Зная величину сил резания, можно определить мощность, необходимую для осуществления процесса резания. Эту мощность называют эффективной, т.к. она не включает затраты мощности на преодоление сил трения в механизмах станка
Мощность резания
или 
где Ne — эффективная мощность резания в квт;
v — скорость резания в м/мин;
Рz — сила резания в н.
Мощность электродвигателя станка
,
где ηст — к. п. д. станка (обычно η ст принимают равным 0,75);
ηдв — к. п. д. электродвигателя.
Кn – коэффициент допускаемой кратковременной перегрузки.
В большинстве случаев Кn=1,3…1,5, а иногда Кn=2.
Дата добавления: 2015-04-12; просмотров: 35 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |