Сила резания при точении формула

Чтобы определить подходит ли принятая подача по прочностным показателям необходимо определить силы сопротивления резания.

P_z – фактическая вертикальная составляющая силы резания.

Р_у – фактическая радиальная составляющая силы резания, она влияет на правильность геометрической формы обрабатываемой поверхности.

Р_х – фактическая осевая составляющая силы резания, ее рассчитывают для проверки усилия допускаемого механизмом станка.

Определяем действительную вертикальную составляющую силы резания, необходимую для проверки пластинки сплава, и державки резца на прочность и на изгиб:

P_z = С_pz * t xpz * S ypz * HB n * K_μ * К_φ * К_γ * К_h ,кГс

P_z = 3.57 • 3,25′ • 1.0 0 ‘ 75 • 230°’ 75 -1.0-1.00- 0.925 • 1 = 665,8к/с

где P_z – вертикальная составляющая силы резания при точении, кГс;

C_pz – постоянный коэффициент, принимаемый из таблицы 13 и 14 на основании исходных условий чернового точения;

t – глубина резания, мм;

S – величина подачи, принятая ориентировочно по таблице 12, мм/об;

НВ – твердость обрабатываемого материала, НВ кГс/мм 2 ;

K_μ – поправочный коэффициент, учитывающий влияния свойств

обрабатываемого материала на величину силы резания, при обработки горячекатаной, отожженной и нормализованной стали и чугуна K_μ = 1,0;

К_φ – поправочный коэффициент, учитывающий влияния главного угла резца в плане φ на величину силы резания, принимают по таблицы 15;

К_γ – поправочный коэффициент, учитывающий влияния переднего

угла γ на величину силы резания, принимают по таблице 16;

K_h – поправочный коэффициент, учитывающий влияния износа по

задней поверхности твердо сплавного резца на величину силы резания, определяют по таблице 17;

показатели степени x_pz, y_pz, учитывающие не линейную взаимосвязь между параметрами режима резания и составляющими силы резания, приведены в таблице 18;

По прочности пластины твердого сплава

l — вылет резца от опорной поверхности резцедержателя, мм.

2.12. Рассчитать силу резания Ру.

При выборе величины подачи для обработки валов малой жесткости является обязательной проверка правильности геометрической формы обрабатываемой детали. В этом случае доминирующей погрешностью механической обработки считается прогиб вала в середине пролета, вызываемый действием радиальной составляющей силы резания. Допускаемое значение этой составляющей [Р_у] для принятого способа закрепления заготовки — в патроне с пожатием консольного конца вращающимся центром задней бабки — рассчитываем как для балки, оба конца которого жестко закреплены, по формуле

где [Р_у] — допускаемое значение радиальной составляющей силы резания, кГс;

В патроне

• АлтГТУ 419
• АлтГУ 113
• АмПГУ 296
• АГТУ 266
• БИТТУ 794
• БГТУ «Военмех» 1191
• БГМУ 172
• БГТУ 602
• БГУ 153
• БГУИР 391
• БелГУТ 4908
• БГЭУ 962
• БНТУ 1070
• БТЭУ ПК 689
• БрГУ 179
• ВНТУ 119
• ВГУЭС 426
• ВлГУ 645
• ВМедА 611
• ВолгГТУ 235
• ВНУ им. Даля 166
• ВЗФЭИ 245
• ВятГСХА 101
• ВятГГУ 139
• ВятГУ 559
• ГГДСК 171
• ГомГМК 501
• ГГМУ 1967
• ГГТУ им. Сухого 4467
• ГГУ им. Скорины 1590
• ГМА им. Макарова 300
• ДГПУ 159
• ДальГАУ 279
• ДВГГУ 134
• ДВГМУ 409
• ДВГТУ 936
• ДВГУПС 305
• ДВФУ 949
• ДонГТУ 497
• ДИТМ МНТУ 109
• ИвГМА 488
• ИГХТУ 130
• ИжГТУ 143
• КемГППК 171
• КемГУ 507
• КГМТУ 269
• КировАТ 147
• КГКСЭП 407
• КГТА им. Дегтярева 174
• КнАГТУ 2909
• КрасГАУ 370
• КрасГМУ 630
• КГПУ им. Астафьева 133
• КГТУ (СФУ) 567
• КГТЭИ (СФУ) 112
• КПК №2 177
• КубГТУ 139
• КубГУ 107
• КузГПА 182
• КузГТУ 789
• МГТУ им. Носова 367
• МГЭУ им. Сахарова 232
• МГЭК 249
• МГПУ 165
• МАИ 144
• МАДИ 151
• МГИУ 1179
• МГОУ 121
• МГСУ 330
• МГУ 273
• МГУКИ 101
• МГУПИ 225
• МГУПС (МИИТ) 636
• МГУТУ 122
• МТУСИ 179
• ХАИ 656
• ТПУ 454
• НИУ МЭИ 641
• НМСУ «Горный» 1701
• ХПИ 1534
• НТУУ «КПИ» 212
• НУК им. Макарова 542
• НВ 777
• НГАВТ 362
• НГАУ 411
• НГАСУ 817
• НГМУ 665
• НГПУ 214
• НГТУ 4610
• НГУ 1992
• НГУЭУ 499
• НИИ 201
• ОмГТУ 301
• ОмГУПС 230
• СПбПК №4 115
• ПГУПС 2489
• ПГПУ им. Короленко 296
• ПНТУ им. Кондратюка 119
• РАНХиГС 186
• РОАТ МИИТ 608
• РТА 243
• РГГМУ 118
• РГПУ им. Герцена 124
• РГППУ 142
• РГСУ 162
• «МАТИ» — РГТУ 121
• РГУНиГ 260
• РЭУ им. Плеханова 122
• РГАТУ им. Соловьёва 219
• РязГМУ 125
• РГРТУ 666
• СамГТУ 130
• СПбГАСУ 318
• ИНЖЭКОН 328
• СПбГИПСР 136
• СПбГЛТУ им. Кирова 227
• СПбГМТУ 143
• СПбГПМУ 147
• СПбГПУ 1598
• СПбГТИ (ТУ) 292
• СПбГТУРП 235
• СПбГУ 582
• ГУАП 524
• СПбГУНиПТ 291
• СПбГУПТД 438
• СПбГУСЭ 226
• СПбГУТ 193
• СПГУТД 151
• СПбГУЭФ 145
• СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 380
• ПИМаш 247
• НИУ ИТМО 531
• СГТУ им. Гагарина 114
• СахГУ 278
• СЗТУ 484
• СибАГС 249
• СибГАУ 462
• СибГИУ 1655
• СибГТУ 946
• СГУПС 1513
• СибГУТИ 2083
• СибУПК 377
• СФУ 2423
• СНАУ 567
• СумГУ 768
• ТРТУ 149
• ТОГУ 551
• ТГЭУ 325
• ТГУ (Томск) 276
• ТГПУ 181
• ТулГУ 553
• УкрГАЖТ 234
• УлГТУ 536
• УИПКПРО 123
• УрГПУ 195
• УГТУ-УПИ 758
• УГНТУ 570
• УГТУ 134
• ХГАЭП 138
• ХГАФК 110
• ХНАГХ 407
• ХНУВД 512
• ХНУ им. Каразина 305
• ХНУРЭ 324
• ХНЭУ 495
• ЦПУ 157
• ЧитГУ 220
• ЮУрГУ 306

Полный список ВУЗов

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Под силой резания понимают силу сопротивле­ния перемещению режущего инструмента относительно обрабатываемой заготовки. Работа силы резания затрачивается на упругое и пластическое деформирование металла, на его разрушение, на трение задней поверхности об обработанную поверхность и пружки о переднюю поверхность режущего инструмента. Результатом сопротивления металла заготовки процессу резания является возникновение реактивных сил, воздействующих на режущий инструмент (рис. 4.1, а).

Реактивные силы — это силы упругого (Р_у1и Р_у2) и пластического (Р_п1и Р_п2) деформирования, направленные перпендикулярно соответственно задней и передней поверхностям инструмента, силы трения (Т₁, и Т₂) по задней и передней поверхностям. Векторная сумма всех этих сил даст единичную силу резания по сечению резца. Просуммировав единичные силы, получим равнодействующую силу резания Р = Р_п1 + Р_п2 + P_y1+ +Р_у2 + Т₁ + Т₂. Однако вследствие переменности условий резания (неоднородность структуры металла заготовки, допуски на размеры обрабатываемой поверхности и т.д.), равнодействующая сила резания Р переменна по величине и направлению, поэтому для расчетов используютне силу Р, а ее проекции на заданные координатные оси:

Рис 4.1. Сила резания:

а – плоская система сил; б – разложение силы резания на составляющие; D_r– движение резания; D_S– движение подачи; P_y1, P_п2 – реактивные силы упругой и пластической деформации по передней поверхности; P_y2, P_п2 – реактивные силы упругой и пластической деформации по задней поверхности; Т₁, Т₂ – силы трения; Р – сила резания; P_z, P_x, P_y – соответственно главная, осевая и нормальная составляющая силы резания

Р = Р_х+ Р_у + Р_z(рис. 4.1, б). Ось Ох проводят в направлении, противоположном направлению движения подачи, ось Oz в направлении главного движения, ось Оу в направлении, перпендикулярном обработанной поверхности. Полученные проекции: P_z— главная составляющая силы резания; Р_х— тангенциальная (осевая) составляющая силы резания; Р_у— нормальная (радиальная) составляющая силы резания. Причем использование составляющих силы резания оказалось необычайно удобно. Во-первых, по силе P_zопределяют параметры механизма главного движения станка, по силе Р_х определяют параметры механизма подачи станка, сила Р_у является одним из главных элементов расчета точности обработки. Во-вторых, соотношение составляющих силы резания для различных схем обработки и различных пар «материал заготовки — материал режущей части инструмента» достаточно стабильно. Например, для наружного точения низколегированных сталей быстрорежущим инструментом соотношение P_z😛_y😛 находится в пределах 1: (0,4. 0,6): (0,2. 0,4). Главную составляющую силы резания P_z определяют по эмпирической формуле

где С_Р — коэффициент, учитывающий физико-механические свойства обрабатываемого материала; l— глубина резания, мм; S — подача, мм/мин; v — скорость резания, м/мин; показатели степени Х_Р, Y_P, Z_P и коэффициенты К₁ К₂, . К_i, учитывают факторы, не вошедшие в формулу.

Аналогичные формулы существуют и для расчета других составляющих силы резания.

При изменении условий работы в формулу для расчета сил вводят из справочников поправочные коэффициенты на прочность обрабатываемого материала, передний угол γ, главный угол в плане φ, износ резца по задней поверхности, форму передней поверхности. С уменьшением переднего угла γвозрастают затрачиваемая на пластические деформации работа и сила резания. При затуплении резца силы резания увеличиваются. Применение смазочно-охлаждающих жидкостей на 10. 15 % уменьшает силы резания.

При работе резцами, оснащенными пластинками из твердых сплавов, на скоростных режимах резания формула для определения силы P_Z(H) имеет вид:

Выбранный режим резания проверяют по мощности. Мощность, затрачиваемая на резание, должна быть меньше или равна мощности на шпинделе

гдеN_м – мощность электродвигателя; η— КПД станка.

Если расчетная мощность резания окажется больше мощности на шпинделе, то скорость резания должна быть уменьшена.

Выбранный режим резания проверяют также по крутящему моменту. Крутящий момент резания должен быть меньше или равен крутящему моменту на шпинделе, т. е. М_р≤М_шп. Кроме того, выбранный режим проверяют по прочности механизма подачи станка, пластинки твердого сплава и державки резца. При чистовой обработке режим проверяют по шероховатости обработанной поверхности.

Критерием производительности выбранного режима резания служит основное (машинное) время.

Папиллярные узоры пальцев рук – маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ – конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Как указывалось выше, силу, действующую на инструмент, удобнее разложить на три направления (рис. 30.).

P_z – окружная сила (главная составляющая),

Рис. 29. Размеры срезаемого слоя при продольном точении.

Рис. 30. Силы резания при точении и ее составляющие.

P_y – радиальная сила,

P_x – осевая сила (сила подачи).

Реакция окружной силы P_z создает крутящий момент резания

, кгсм.

По окружной силе P_z, рассчитывают эффективную мощность станка N_е. (мощность на шпинделе станка)

, квт.

Силы P_z и P_x изгибают резец. Реакция силы P_y изгибает деталь. Силы P_z, P_y и P_x в общем случае неодинаковы. Главный угол в плане  изменяет соотношение . При= 45° и = 0°, P_z : P_y : P_x = 1 : 0,5 : 0,3

Влияние различных факторов на силы резания

а) режимов резания

При увеличении глубины резания растет площадь сечения срезаемого слоя, что вызывает возрастание всех составляющих силы резания. Причем глубина резания влияет сильнее, нежели подача. Связь между P_z, Р_у, P_xиt,sзаписывается в общем виде следующим образом:

, где x_p > y_p

Изменение скорости резания на составляющие силы резания влияет так, как оно влияет на коэффициент усадки стружки. При резании материалов, не склонных к наростообразованию, силы резания монотонно убывают с увеличением скорости; резания (рис. 31.).

б) геометрические параметры

Рис. 31. Схема влияния скорости резания на высоту нароста Н, коэффициент усадки стружки К и силу Р.

Значительное влияние на силы резания оказывают передний угол , главный угол в плане, радиус переходного лезвияrи угол.

Уменьшение переднего угла увеличивает коэффициент усадки стружки и работу стружкообразования. Это приводит к увеличению всех составляющих силы резания, причем в большей степени осевой силы Р_х (рис. 32.).

Задний угол, если он больше 8-10°, не оказывает практического влияния на P_z , P_у и P_x.

Угол наклона главного лезвия  изменяет положение передней поверхности, увеличивает рабочую длину главного лезвия. На силу P_z угол  влияет сравнительно мало. Только при  > 30° наблюдает некоторое увеличение силы P_z. Но так как практически  = 10°, то его влияние на силу P_z можно пренебречь. При переходе от отрицательных углов  к положительным Р_у возрастает, а P_x уменьшается.

При увеличении главного угла в плане  при постоянной глубине и подаче уменьшается отношение , что приводит к уменьшению силыP_z, что особенно проявляется при работе резцом без переходной режущей кромки.

Силы Р_у и P_x являются проекциями горизонтальной составляющей P_ху по оси X и Y (рис. 32.). Поэтому увеличение угла  приводит к увеличению силы P_х и уменьшению силы P_y (риc. 33.).

Увеличение радиуса переходного лезвия r вызывает уменьшение переходных углов в плане в различных точках лезвия, вследствие этого силы P_z и P_y увеличиваются, причем сила Р_z в меньшей степени, а сила Р_x – уменьшается (рис 34.).

Обрабатываемый материал

Увеличение прочности, твердости обрабатываемого материала приводит к увеличению сил резания, так как при этом возрастают напряжения на основной плоскости сдвига.

Рис. 32. Влияние переднего угла на силы Р_z, Р_y, Р_x при точении (сталь 40,  = 60, t = 4 мм, s = 0,285 мм/об, V = 40 м/мин)

Рис. 32. Горизонтальные составляющие силы резания при точении и их равнодействующая.

Рис. 33. Влияние главного угла в плане на силы Р_у, Р_х при точении (сталь 45, t = 3 мм, s = 0,6 мм/об.)

Рис. 34. Влияние радиуса закругления переходного режущего лезвия на составляющие силы резания.

Износ контактных поверхностей

По мере изнашивания резца изменяется форма передней поверхности и острота главного лезвия.

При изнашивании резца только по задней поверхности силы P_z, Р_у и Р_х с увеличением износа растут, причем более интенсивно растут силы Р_у и P_x.

При одновременном изнашивании передней и задней поверхностей в начальный момент силы P_z, Р_у и Р_х остаются постоянными, так как износ главного лезвия компенсируется увеличением переднего угла за счет лунки на передней поверхности. При дальнейшем изнашивании силы P_z, Р_у и Р_х увеличиваются.

Формула для расчета силы резания

В общем виде сила резания, например сила Р_z рассчитывается по формуле

где К_р – обобщенный поправочный коэффициент

Эта зависимость получается эмпирическим путем.

Постоянная C_Pz учитывает влияние на силу постоянных условий резания для которых поправочные коэффициенты равны 1. Данные для расчета силы резания и коэффициента приводятся в справочниках.