Сила сопротивления резанию

Суммарную равнодействующую всех сил, действующих на резец со стороны обрабатываемого металла, можно назвать силой сопротивления резанию (стружкообразованию). В практических расчетах используют составляющие этой равнодействующей, направление которых совпадает с главным движением и движением подачи (или обратно им).

Зная заранее направление этих составляющих сил, пользуясь соответствующими приборами, легко измерить их величину и вывести уравнения для их подсчета При токарной обработке в условиях несвободного резания равнодействующая R силы сопротивления резанию раскладывается на три взаимно перпендикулярные составляющие силы (рис. 85), действующие на резец: Р_z — силу резания, или тангенциальную силу, касательную к поверхности резания и совпадающую с направлением главного движения; Р_х — осевую силу, или силу подачи, действующую параллельно оси заготовки в направлении, противоположном движению подачи; Р_у — радиальную силу, направленную перпендикулярно к оси обрабатываемой заготовки.

Равнодействующая:

При ϕ = 45°, λ = 0 и γ ≈ 15° угол ∆ между силами Р_z и R равен 25—40°, сила Р_х = (0,3 ÷ 0,4) Р_z, сила Р_y = (0,4 ÷ 0,5) Р_z.

На соотношение между силами Р_z, Р_y и Р_х влияют элементы режима резания, геометрические элементы режущей части резца, материал обрабатываемой заготовки, износ резца и др. Начиная со скорости ~50 м/мин, отношения Р_y/Р_z и Р_х/Р_z уменьшаются с увеличением скорости резания. Относительная величина сил Р_y и Р_х возрастает с увеличением отрицательного значения переднего угла и с увеличением износа резца по задней поверхности. При обработке закаленных сталей (σ_в≥ 150 кгс/мм²) резцом с отрицательным передним углом от —5 до —15° сила Р_у больше силы Р_z в 1,3—2,3 раза. С увеличением глубины резания и главного угла в плане отношение P_x/P_z возрастает, а отношение P_y/P_z убывает.

Частные случаи разложения равнодействующей силы при токарной обработке имеют место при отрезании резцом с режущей кромкой, параллельной оси (рис. 86, а), и при резании трубы резцом с углами ϕ = 90° и λ = 0° (рис. 86, б). В этих случаях сила R раскладывается на две P_z и Р_у; P_z и Р_х.