Расчет сил резания при наружном продольном точении

Рассматривается случай обработки двухкромочным резцом с острозаточенной вершиной и l = 0o (прямоугольное резание). Для того, чтобы использовать приведенные в п. 5.1. зависимости, осуществляется приведение процесса несвободного резания к эквивалентному случаю свободного резания.

На рис. 4 показана проекция передней поверхности на основную

плоскость. Здесь V’стр - проекция вектора скорости стружки на основную плоскость. Это направление перпендикулярно линии, соединяющей концы активных длин режущих кромок lи l1. Длина этой линии принимается за ширину среза b для эквивалентного случая свободного резания. При этом ширина основания стружки при свободном резании равняется таковой при резании несвободном.

 

Рис. 4

Толщина среза а определяется из условия а ·b = t ·so. Направление схода стружки определяется углом n, который отсчитывается от главной режущей кромки.

Из анализа схемы на рис. 4 получается:

l = , l1 = so (13)

Обозначим Кl = l / l1 = , (14)

ql = (15)

Тогда n = arccos (16)

b = , a = ql · s0 ·sin j (17)

После этого определяются силы Pz,Py,Px. На рис. 5 показана схема сил, действующих на резец ( с целью упрощения принято g = 0о и l = 0о ). В соответствии с рисунком (но с учетом g 0) получается для всех трех проекций силы резания следующие соотношения:

Pz = N ·cos gд + F ·sin gд + F1 гл +F1 всп,

Py = N ·sin gд ·sin (j + n) + F ·cos gд ·sin (j + n) + N1 гл ·cos j + N1 всп ·cos j1,

Px =-N ·sin gд ·cos(j + n) - F ·cos gд ·cos(j + n) + N1 гл ·sin j - N1 всп ·sin j1(18)

Действительный передний угол gдв секущей плоскости, проходящей через направление действия силы F, отличается от статическогоgи определяется из формулы

tg gд = tg g ·sin n(19)

Рис. 5

Далее проводятся расчеты tсдв, m, r = arctg m, b1, сил R, N, F и угла n по формулам (8), (9), (10), (6), (5), (13)...(16). При этом учитывается, что а иb определяются по формулам (17), а вместо gподставляется угол gд (формула (19)). Расчеты сил N1 иF1, действующих на главной и вспомогательной режущих кромках, проводятся по формулам (11) и (12), но при этом вместо bподставляется соответствующая активная длина режущей кромки, определенная по формулам (13). Затем рассчитываются силы Рz,Ру и Рх (формулы (18)).

 

Расчетная часть работы

1. Для выполнения расчетов студентами составляется структурная схема расчета проекций силы резания на основании зависимостей, приведенных в разделах 5.1 и 5.2. После согласования схемы с преподавателем проводится контрольный расчет вручную для одной из точек.

2. С использованием компьютера выполняются расчеты сил для всех комбинаций элементов режима резания, при которых были проведены опыты.

3. С использованием компьютера по полученным в результате расчета значениям сил строятся зависимости вида (1) методом наименьших квадратов (определяются zpz,ypz, xpz, Cpz ).

4. С использованием компьютера определяется область изменения элементов режима резания при наложении на силу резания Рz , крутящий момент на шпинделе Мрез или мощность резания Nрезфункциональных ограничений.