Условие задачи. 
Токарная обработка

При чистовой обработке вала на токарном станке известно, что на главном лезвии резца возникает сила резания F, которая в системе отсчета, связанной с валом, имеет три составляющие: Fx, Fу, Fz. В системе отсчета, связанной с резцом, сила F имеет две составляющие: N — сила нормального давления, Fтp — сила трения.

Определить величины параметров, заданных в таблице 1, если при обработке вала выполняется среднее условие резания и углы используемого резца следующие: задний угл б=8°; передний угол г=30°; главный угол в плане cosц = 0,8. В приводе станка используется однофазный электродвигатель, работающий от сети переменного тока напряжением 220 В.

При расчете необходимых параметров принять во внимание, что вся работа силы резания идет на пластическую деформацию, срезание и трение. Работа сил деформации в три раза больше, чем силы срезания. Считать, что в итоге вся работа силы резания переходит в теплоту, которая между стружкой и валом распределяется поровну, а нагревом резца и окружающей среды пренебречь.

Терминология и обозначения

F — сила резания;

Рх — осевая сила (сила подачи);

Fу — радиальная сила;

Fх — главная составляющая силы резания (тангенциальная сила);

N — нормальная составляющая силы резания;

Fтр — сила трения стружки на резец;

б — задний угол резца;

г — передний угол резца;

ц — главный угол в плане;

U — напряжение в сети;

I — потребляемый ток;

ц1 — угол сдвига фаз между током и напряжением;

Рл — мощность электродвигателя;

Р — полезная мощность на валу;

М — вращательный момент вала;

w — угловая скорость вращения вала;

L — длина заготовки вала;

DB — диаметр заготовки вала;

Lob — Длина обработанной части вала;

DOB — диаметр обработанной части вала;

р — коэффициент трения стружки о рабочую поверхность;

s — перемещение подачи (за один оборот вала);

t — глубина резания (подачи);

T — температура вала;

tH — начальная температура ваза;

G — моду ль сдвига материала вала;

n — число оборотов шпинделя за одну минуту;

ф — время обработки вала;

К — число оборотов вала за время обработки;

А — работа силы резания;

Ах — работа силы подачи;

Аy — работа радиальной силы;

Аz — работа главной силы;

Атр — работа силы трения;

Ас — работа силы срезания;

АД — работа силы деформации;

mв — масса вала;

Q — количество теплоты, переданное валу;

зкпд станка;

АN — работа нормальной силы;

cosцкоэффициент мощности электродвигателя;

с — плотность материала вала;

c — удельная теплоемкость материала вала.