Сила резания и ее составляющие

Система сил, действующих при точении, может быть приведена к одной равнодействующей силе R (рис. 2), называемой силой резания.

Точка приложения этой силы находится на рабочей части режущей кромки. В общем случае сила резания не расположена в главной секущей плоскости, а составляет с ней некоторый угол.

При изменении обрабатываемого материала, геометрических параметров резца и режима резания сила резания R изменяет не только свою величину, но и направление относительно детали и резца.

Поэтому при расчетах силу резания R раскладывают на три координатные оси Z, Y, X, получая проекции Pz, Py и Px.

Рис. 2. — Разложение равнодействующей силы R на составляющие Рz, Py, Px:

Сила Pz — окружная сила или главная составляющая силы резания — действует в плоскости резания в направлении главного движения и определяет нагрузку на станок и резец. Величина Pz определяет крутящий момент Мкр, по которому ведется расчет зубчатых колес и валов коробки скоростей станка.

Сила Py — радиальная составляющая, приложенная перпендикулярно оси заготовки. Эта составляющая определяет силу отжима резца от заготовки и прогиб заготовки, обусловливающий точность изготовления детали. Величина Py необходима для расчета станины и суппорта станка.

Сила Px — осевая составляющая, действующая вдоль оси заготовки параллельно направлению подачи. Эта составляющая определяет нагрузку механизма подачи станка. Величина Px является исходной для расчета звеньев механизма подачи станка. Три указанные составляющие силы взаимно перпендикулярны, поэтому величина и направление равнодействующей силы определяются как диагональ параллелепипеда:

Соотношение величин составляющих сил Pz, Py, Px не остается постоянным и зависит от геометрических параметров рабочей части резца, элементов режимов резания, износа резца, обрабатываемого материала, условий резания.

В некоторых случаях обработки одной из двух составляющих (Px или Py) может не быть. Например, при отрезке прутка отрезным резцом с режущей кромкой, параллельной оси:

Сила Pz действует во всех случаях, поэтому ее и называют главной составляющей силы резания.