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

Самовращение режущей кромки значительно уменьшает силу трения F и средний коэффициент трения р, на передней поверх­ ности. Основной причиной уменьшения интенсивности трения на передней поверхности инструмента при самовращении кром­ ки, по-видимому, является обстоятельство, заключающееся в том, что при каждом обороте резца в соприкосновение со сре­ заемым слоем непрерывно вступает передняя поверхность с обновленной пленкой окислов, образующихся на ней во время холостого движения точки режущей кромки. Дополнительной причиной, уменьшающей средний коэффициент трения, является увеличение среднего нормального контактного напряжения, происходящее вследствие увеличения нормальной силы N и уменьшения ширины площадки контакта на передней поверх­ ности (см. рис. 32).

Особенностью процесса резания с самоперемещением режу­ щей кромки вдоль своей оси, важной для понимания указан­ ного процесса, является малая величина касательной состав­ ляющей FT силы трения. При самовращении режущей кромки сила FT во много раз меньше, чем при отсутствии самовра.щения, и почти не зависит от величины статического утла Я (см. рис. 60, 63 и 66).

При резании передняя поверхность действует на срезаемый слой; интенсивность сдвигов слоев пропорциональна величине силы FT. Установленное влияние самоперемещения режущей кромки на величину силы FT является дополнительным под­ тверждением того, что процесс резания инструментом с самоперемещающейся вокруг своей оси режущей кромкой прибли­ жается к процессу прямоугольного резания косой полосы, боковые стороны которой образуют с перпендикуляром к кромке угол Я.

Малая величина силы F T является причиной значительного увеличения боковой силы при самоперемещении кромки по срав­ нению с тем, когда это самоперемещение отсутствует, что было отмечено при измерении составляющих силы резания.

Влияние принудительного перемещения режущей кромки с углом Я = 0 вокруг своей оси на силы N, F и FT и средний коэф­ фициент трения |х показано на рис. 67—69 и в табл. 19. Рабо­ чий угол Яр (рис. 67 и 68) влияет на силы N и F так же, как статический угол Я при обычном резании с постоянной рабочей длиной режущей кромки [31]. Однако в отличие от обычного резания сила F тне стремится к нулю при Яр ->90°, а для углов Яр>30° сохраняется постоянной. При свободном резании с при­ нудительным перемещением режущей кромки сочетаются про­ цессы с постоянной рабочей длиной кромки и постоянной шири­ ной срезаемого слоя. Также по-разному влияют углы Я и Яр на величину среднего коэффициента трения. Увеличение статиче­ ского угла Я при обычном резании приводит к возрастанию среднего коэффициента трения [9, 31]; увеличение же угла Яр,

86

87

Таблица 19

Средний коэффициент трения при свободном точении стали 3X13

(Dp= 44 мм, 7 = 1 2 °, 3 = 3 мм, о=14 м/мин)

создаваемого кинематически, наоборот, уменьшает величину р, (табл. 20), что связано с постоянным обновлением контактной площадки передней поверхности резца, вступающей в сопри­ косновение со срезаемым слоем.

Влияние самоперемещения режущей кромки на положение силы действия. Равнодействующая сил, приложенных к перед­ ней поверхности инструмента, — сила действия R определяет

88

направление действия инструмента на срезаемый слой. При резании инструментом с углом Х ф .О как с перемещением режу­ щей кромки вокруг своей оси, так и без него, положение силы действия в пространстве можно характеризовать' углом дейст­ вия со и углом %—'S1 между плоскостью, перпендикулярной к режущей кромке, и проекцией Ryz силы действия на плоскость, касательную к поверхности резания (рис. 70).

и 5 нетрудно доказать, что угол cow между силой действия R и

в формуле (144) угол ццу, определяемый выражением (28), есть проекция угла действия на плоскость, перпендикулярную к ре­ жущей кромке, а угол X,. между векторами W и ѵ истинной и номинальной скоростей резания определяется по формуле (2).

Изменение угла действия при прямоугольном резании меняет напряженное и деформированное состояния зоны резания вслед­ ствие поворота главных осей напряжений. Угол действия, опре­ деляемый по формуле (144), не может оказать аналогичного влияния на зону резания, так как его величина зависит не только от среднего коэффициента трения на передней поверх­ ности, но и от положения режущей кромки относительно век­ тора истинной скорости резания.' Поэтому при резании с пере­ мещением кромки вокруг своей оси угол действия со правильнее определять как угол между силой действия и плоскостью, каса­ тельной к поверхности резания. Угол действия со на рис. 70 расположен между силой действия R и ее проекцией Ryz на координатную плоскость xoz.

Угол со можно определить из выражения (144), если принять угол Хт равным углу ■&:

Влияние самоперемещения режущей кромки вокруг своей оси на величину угла действия со, полученное при свободном стро­ гании и точении стали 3X13, латуни Л80 и сплава ВТ1-2, при­ ведено в табл. 20. Самоперемещение режущей кромки практи­ чески не влияет на угол действия со. Разница в величинах уг­ лов со при резании невращающимся и вращающимся резцами находится в пределах допустимых погрешностей опытов.

Влияние самоперемещения режущей кромки на величину угла X— Ф, характеризующего положение силы действия отно­

S9>

сительно плоскости, перпендикулярной к кромке для условий

сдвига ß, измеряемый в плоскости, перпендикулярной к режу­ щей кромке инструмента, также не находится в одной плос­ кости с углами а и 0.

Для плоскости, перпендикулярной к режущей кромке, в этом случае справедлива зависимость QN ==QN—у, выраженная через проекции угла действия и угла трения на указанную плоскость.

Самоперемещение режущей кромки вокруг своей оси не влияет на проекцию угла трения на плоскость, перпендикуляр­ ную к кромке. Об этом свидетельствуют данные табл. 23. Если угол Ѳіѵ не зависит от самоперемещения кромки, то угол сдвига,

90