Природа возникновения сил резания
ЗависимостьPz
В результате сопротивления металла деформированию возникают реактивные силы, действующие на режущий инструмент. Это силы упругого (PУ1 и РУ2) и пластического (PП1 и РП2) деформирования, векторы которых направлены перпендикулярно к передней и главной задней поверхностям резца (рис. 1, а).
Наличие нормальных сил обусловливает возникновение сил трения (T1 и T2), направленных по передней и главной задней поверхностям инструмента. Указанную систему сил приводят к равнодействующей силе резания:
Считают, что точка приложения силы R находится на рабочей части главной режущей кромки инструмента (рис. 1, б). Абсолютная величина, точка приложения и направление равнодействующей силы резания R в процессе обработки переменны. Это можно объяснить неоднородностью структуры металла заготовки, переменной поверхностной твердостью материала заготовки, непостоянством срезаемого слоя металла (наличие штамповочных и литейных уклонов и др.), изменением углов g и a, в процессе резания. Для расчетов используют не равнодействующую силу резания, а ее составляющие, действующие по трем взаимно перпендикулярным направлениям — координатным осям металлорежущего станка. Для токарно-винторезного станка: ось х — линия центров станка, ось у — горизонтальная линия, перпендикулярная к линии центров станка, ось z — линия, перпендикулярная к плоскости хоу (рис.1, б).
 Рис. 1(а). Силы, действующие на резец |
 Рис. 1(б). Разложение силы резания на составляющие |
Вертикальная составляющая силы резания РZ действует в плоскости резания в направлении главного движения (по оси Z). По силе определяют крутящий момент на шпинделе станка и эффективную мощность резания.
Радиальная составляющая силы резания РУ действует в плоскости хоу перпендикулярно к оси заготовки. По силе РУ определяют величину деформации изгиба заготовки в плоскости хоу.
Силы, действующие на резец РХ действует в плоскости хоу, вдоль оси заготовки. По силе РХ рассчитывают механизм подачи станка и изгибающий момент, действующий на стержень резца. По величине деформации заготовки от сил РZ и РУ рассчитывают ожидаемую точность размерной обработки заготовки и погрешность её геометрической формы. По величине суммарного изгибающего момента от сил РZ и РХ рассчитывают стержень резца на прочность.
Равнодействующая сила резания, Н:
Силу РZ, Н, определяют по эмпирической формуле