Машиностроение \ Основы резания металлов

Теоретическое определение параметров процесса резания ширина и толщина среза при несвободном резании. Теоретический метод определения обрабатываемости материалов резанием, страница 4

Сила сдвига R_c определяется по формуле

(20)

где — сопротивление обрабатываемого материала пластическому сдвигу, Н/м².

Так как то сила стружкообразования

(21)

Тангенциальная и радиальная составляющие силы стружкообразования равны соответственно

С учетом формулы (21) окончательно получим

(22) , (23)

Формулы (22) и (23) показывают, что тангенциальная и радиальная составляющие силы стружкообразования возрастают с увеличением сопротивления обрабатываемого материала пластическому сдвигу, площади сечения среза a₁b₁ и при уменьшении утла наклона условной плоскости сдвига (увеличении усадки стружки k_a).

После ряда тригонометрических преобразований с учетом формулы (21) для F_п и N получены следующие уравнения.

(24) (25)

(24) , (25)

Из формул (24) и (25) следует, что силы F_п и N существенно зависят от величины переднего угла резца Отметим также, что через величину В, определяемую уравнениями (18) и (19), проявляется также влияние теплофизических свойств обрабатываемого и инструментального материалов ( , a , ), а также режимных условий обработки (Ре, F, D) на силы R_z, R_y, F_п и N, действующие на передней поверхности инструмента.

Рис 6. Зависимость коэффициента трения на передави поверхности инструмента от угла наклона условной плоскости сдвига В и переднего угла резца

1- , 2- , 3-

Рис 7 Схема к расчету контактных площадок на передней и задней поверхностях инструмента

КОЭФФИЦИЕНТ ТРЕНИЯ НА ПЕРЕДНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ИНСТРУМЕНТА

Средний коэффициент трения получаем после несложных преобразований формул (24) и (25):

(26)

Графические зависимости при различных передних углах (рис. 6) показывают, что с увеличением угла наклона плоскости сдвига коэффициент трения стружки о переднюю поверхность резца уменьшается. Значение коэффициента трения [л тем ниже, чем меньше положительный передний угол, если соблюдается постоянство В. Если принять во внимание уравнения (18) и (19), то коэффициент трения дополнительно становится зависящим от. комплексов Ре, F и D, причем он принимает тем большие значения, чем выше коэффициенты теплопроводности инструментального и обрабатываемого материалов. Коэффициент трения уменьшается при возрастании комплекса Ре, т. е. при увеличении скорости резания и толщины среза. Эти выводы находят хорошее экспериментальное подтверждение в работах других исследователей [11,23,34,38].

РАСЧЕТ ДЛИНЫ КОНТАКТА СТРУЖКИ С ИНСТРУМЕНТОМ

Длина контакта стружки с инструментом определяется при следующих допущениях (рис. 7):

а) на передней поверхности инструмента на длине AC=l, всегда имеются две зоны: зона пластического контакта длиной AM=l₀ и зона упругого контакта MC=l₀ причем l₀=0,5l [10, 34];

б) в зоне пластического контакта касательные напряжения одинаковы и равны , а в зоне упругого контакта являются убывающими по закону 3-й степени |10, 40]:

(27)