Файл: Бобров В.Ф. Резание металлов самовращающимися резцами.pdf

Средний коэффициент трения

(141)

или

_ tg(cow + v)

^cos Д

Вспомогательные углы Ф, солг и А определяются следующим образом:

угол '6' между силой Р'г и равнодействующей Rxz сил Р'г и Р' в плоскости xoz из выражения

р

tg& = ^ (142)

К

угол cüjv между силами Nxz и RN в плоскости, перпендику­ лярной к режущей кромке, по уравнению

Угол А между силой трения F и ее нормальной составляю­ щей FN в плоскости, касательной к передней поверхности, опре­ деляется с помощью формулы (25).

Свободное симметричное резание самовращающимся резцом (рис. 56) является частным случаем рассмотренного процесса.

составляющая FN силы трения, сила трения F и средний коэф-

(22), (23), (26) и (141). Для точки, находящейся на середине рабочей длины режущей кромки, угол контакта ф= 0, а но­

во

этому касательная составляющая FT силы трения может быть определена по формуле (24).

Так как при свободном резании координатные оси х и у меняются местами, то вспомогательный угол Ф определится с

формула (143) превращается в формулу (28).

Если угол Я (рис. 56) принять равным нулю, то получим схему сил (рис. 57), соответствующую принудительному вра­ щению резца. При угле Я = 0 силы N, F^ и FT определяются по формулам (62), (63) и (64), а сила трения F и средний коэф­ фициент трения — по выражениям (26), (141); вспомогательные углы COJV и А находятся с помощью формул (65) и (25).

Рис. 55. Схема сил, действующих на передней поверхности инструмента, при несвободном точении самовращающимся резцом

Силы, действующие на задней поверхности инструмента, были определены по методу [31] экстраполяции сил, измерен­ ных динамометром, на нулевую толщину срезаемого слоя. При этом предполагалось, что указанные силы не зависят от изме­ нения толщины срезаемого слоя, статического угла наклона

Рис. 56. Схема сил, действующих на передней поверхности инст­ румента, при свободном точении самовращающимся резцом

V

Рис. 57. Схема сил, действующих на передней поверхности инстру­ мента, при свободном точении принудительно вращающимся резцом

82

приводят к мысли о том, что сделанное допущение можно оце­ нивать только как первое приближение. Поэтому с возможной ошибкой решено было не считаться, тем более, что эта ошибка не должна отразиться на влиянии перемещения режущей кром­ ки вокруг своей оси на величину сил, действующих на передней поверхности инструмента. Действительно, поскольку при каж­ дом значении угла X опыт повторялся дважды: при резании невращающимся и вращающимся резцами, то в величину рас­ считанных сил в результате неточности метода экстраполяции вносится приблизительно одна и та же ошибка.

При обычном резании без перемещения режущей кромки инструмента вокруг своей оси определение коэффициента трения по одночленной формуле Амонтона является условным. Так как на передней поверхности инструмента имеются зона пластиче­ ского контакта и зона упругого контакта, то коэффициент тре­ ния, определяемый по формуле (141), не может быть константой трущейся пары и не является коэффициентом внешнего трения в одночленном законе Амонтоиа. Можно полагать, что коэффи­ циент трения при резании, определенный по формуле (141), является некоторой условной характеристикой, отображающей изменение средней силы трения и средней нормальной силы на передней поверхности при изменении условий резания. Его вели­ чина определяется сопротивлением пластическому деформиро­ ванию контактного слоя стружки в первой зоне трения и харак­ тером внешнего трения во второй зоне. Поэтому определяемый коэффициент трения является средним в пределах площадки контакта стружки с передней поверхностью и его величина изменяется при изменении геометрических параметров инстру­ мента и режима резания.

Все изложенное относится и к резанию инструментом, режу­ щая кромка которого перемещается вокруг своей оси. Хотя вследствие перемещения режущей кромки застойные явления выражены менее отчетливо и зона пластического контакта уже, две зоны трения на передней поверхности сохраняются и сред­ ний коэффициент трения и в этом случае нельзя считать коэф­ фициентом внешнего трения.

Влияние толщины срезаемого слоя и статического угла на­ клона режущей кромки на силы N, F и FT при свободном реза­ нии невращающимся и самовращающимся резцами представ­ лено на рис. 58—66. Средний коэффициент трения ц в зависи­ мости от величин а и X приведен в табл. 17 и 18. Такие же зависігмости были получены и при несвободном резании. Сво­ бодное точение и строгание невращающимися резцами подчи­ няется закономерностям резания инструментом с прямолиней­ ной режущей кромкой с углом 7=^,0 и постоянной шириной срезаемого слоя. Так же, как и при резании с прямолинейной

режущей кромкой, по мере увеличения угла К происходит воз­ растание нормальной силы N, силы трения F, ее касательной составляющей F т и среднего коэффициента трения р.

Рис. 58. Влияние самоперемещения режущей кромки на силу N при свободном строгании стали 30 (Dp = 32 мм, у=20°, В —2 мм,

о= 2 м/мин):

а—невращающийся резец; б —вращающийся резец.

Сравнивая приведенные закономерности с аналогичными закономерностями, полученными при резании самовращаю­ щимся резцом, можно заметить следующее. Нормальная сила N при резании самовращающимся резцом несколько больше, чем при невращающемся, что связано с уменьшением угла между плоскостью, перпендикулярной к режущей кромке, и силой действия.

84

F«r

80

85