Система сил при свободном резании

Рассмотрим систему сил, возникающих при свободном резании . На переднюю поверхность резца давит стружка с силой R_п, которая является равнодействующей нормальной силы Nп и силы трения стружки о переднюю поверхность F_п,т.е. R_п, = N_п +F_п. В то же время на заднюю поверхность резца вблизи режущей кромки действует нормальная сила упругого противодействия обрабатываемого материала N_з, и сила трения о заднюю поверхность инструмента F_з. Они дают результирующую силу R_з. Так как задний угол а мал, а при наличии площадки износа на некотором участке задней поверхности он равен нулю, в расчетной схеме принимаем направление сил F_з, и N_з, т. е. направление F_з противоположно вектору скорости резания и. Для осуществления процесса резания или сохранения равновесия резца к нему извне должна быть приложена сила, равная по величине и противоположная по направлению силе R==R_п+ R_з .

Разложим силу R, приложенную к резцу, на две составляющие: 1) Р_z в направлении главного движения резания (назовем ее главной силой); 2) Р_y в направлении, совпадающем с осью резца (назовем ее радиальной силой резания).

Рисунок 6.1 – Схема сил, действующих на резец

Спроектируем действующие силы на направление осей у и 2:

P_z = N_п cos g + F_п sin g+ F_з;

P_y= — N _п sing + F_п cos g + N_з.

Силы, действующие на передней и задней поверхностях инструмента, а также вдоль осей у и z, можно рассчитать теоретически на основе теорий пластичности, упругости и др. Теоретические уравнения, однако, сложны и не совсем точны; в них используются коэффициенты, которые характеризуют свойства обрабатываемого материала и численные значения которых неизвестны. Поэтому на практике силы резания определяют экспериментальным путем.