- •Текстуры стружки ψ
- •2.2. Напряжения и силы при стружкообразовании
- •I' 2.1. Значения напряжений сдвига х для некоторых обрабатываемых материалов
- •2.3. Контактные процессы на передней и задней поверхностях инструмента
- •Коэффициент трения ц] на задней поверхности инструмента
- •2.4. Наростообразование при резании металлов
- •2.5. Энергия и работа, затрачиваемые на процесс резания
- •Глава 3
- •3.1. Косоугольное резание
- •Глава 3
- •3.1. Косоугольное резание
I' 2.1. Значения напряжений сдвига х для некоторых обрабатываемых материалов
Обрабатываемый материал |
т, МПа |
Техническое железо |
370 |
Сталь (С = 0,12 %) |
480 |
Никель-хромованадиевая сталь |
690 |
Аустенитная коррозионно-стойкая сталь |
630 |
Никель |
420 |
Медь (отожженная / холоднокатаная) |
250/270 |
Латунь |
370 |
Алюминий |
97 |
Магний |
125 |
Свинец |
36 |
Для расчета напряжений сдвига т воспользуемся схемой сил, действующих на передней поверхности резца (рис. 2.15). Здесь сила резания (стружкообразования) r помещена на вершину режущего клина и представлена в виде двух составляющих: 1) /J -
действует в направлении вектора скорости резания v ; 2) Р2 - действует в направлении подачи s^, перпендикулярно к вектору скорости V. При этом
К^Ц + Р^ или R = . (2.24)
С учетом уравнений (2.18) и (2.19), а также углов действия со* и наклона условной плоскости сдвига Ф (см. рис. 2.12):
Из этих зависимостей следует, что касательные напряжения и размеры срезаемого слоя а и b прямо пропорционально влияют на силу резания (стружкообразования) Л и ее составляющие Р] и Р2. Более сложное влияние на их уровень оказывает деформация срезаемого слоя, определяемая углом наклона условной плоскости сдвига Ф, а также направление действия силы резания (стружкообразования) R, определяемое углом действия со = т| - у. Величина последнего зависит от условий трения на передней поверхности режущего клина и переднего угла (рис. 2.15).
Силу стружкообразования R можно рассчитать по уравнению (2.24), предварительно замерив динамометром составляющие Pi и Р2. Для нахождения угла действия со нужно найти угол трения г\ по формуле tgri = F/N. Составляющие этой формулы можно найти 1Ю величине силы резания (стружкообразования) R:
'
Угол действия со - это угол между вектором
силы резания (стружкообразования)
R
и вектором скорости резания v
.
Рис.
2.15. Схема сил, действующих на передней
поверхности резца при свободном резании
Содержащиеся в скобках этих уравнений безразмерные величины можно определить следующим образом: 1) угол Ф определяется по уравнению (2.4) с предварительным замером коэффициента усадки стружки к при заданном значении угла у; 2) угол г] определяется по уравнению tgr] = tg(a) + у), где tg ю = / ^ •
Из схемы действия силы резания (стружкообразования) и ее составляющих (рис.2.15) видно, что величина силы r изменяется при изменении переднего угла у и режима резания (v, а, Ь), а также свойств обрабатываемого материала. Последние определяют изменение степени деформации при переходе срезаемого материала в стружку (угол Ф), условий трения на передней поверхности (угол ri) и переднего угла у инструмента; указанные углы тесно взаимосвязаны между собой.
Любые изменения условий трения на передней поверхности инструмента немедленно сказываются на величине деформации стружки, а любые изменения в области стружкообразования - на условиях трения в области контакта стружки с передней поверхностью. Таким образом, имеет место строгая взаимосвязь между зоной деформации сдвига и зоной контакта стружки с передней поверхностью инструмента. Влияние последней на величину деформации и силы иногда может быть даже более значительным, чем напряжение сдвига т. Например, напряжение сдвига при резании меди почти в 2 раза меньше, чем при резании стали (см. табл. 2.1). Но так как усадка стружки к, определяемая условиями трения на передней поверхности (углы г| и со), при резании меди больше примерно в такое же число раз, то составляющие силы резания r в обоих случаях одинаковы.
Угол действия со определяет положение условной плоскости сдвига и направление силы резания (стружкообразования) r. При увеличении этого угла и повороте вектора силы r против часовой стрелки усадка стружки К и относительный сдвиг 8 увеличиваются, а угол Ф и составляющая р\ уменьшаются.
Таким образом, условия трения стружки о переднюю поверхность инструмента оказывают существенное влияние на силу резания (стружкообразования) /? и ее составляющие р\ и р2 при одном и том же значении переднего угла у.