Řezné síly

 

Řezné síly

Soustružení- celková řezná síla F má 3 složky

·        Řeznou sílu F_c, působící tangenciálně ve směru hlavního pohybu

·        Sílu posuvu F_f

·        pasivní sílu F_p, která je radiální složkou celkové řezné síly

Obr. 1 Řezné síly

Poměr jednotlivých složek:              F_c: F_f: F_p = 4:2:1 

Pro podélné soustružení válcové plochy platí (kvantifikace empirickými vztahy):

Kde: C- konstanty (stanovené empiricky); x,y- exponenty (stanovené empiricky); a_p- šířka záběru (hloubka řezu), f- posuv nástroje

Velikost výsledné řezné síly

Kvantifikace aplikací měrné řezné síly:

Kde: A_D- nominální plocha řezu

k_c se výrazně mění v závislosti na obráběném materiálu, ale mění se také s posuvem, řeznou rychlostí atd.                                                                     

Kde: F_c- řezná síla, A- jednotka plochy (součin posuvu a hloubky řezu)

Obr. 2 Měrná řezná síla

Příkon elektromotoru                    

Kde: F_c= řezná síla [N], v_c- řezná rychlost [m*min^-1], η- mechanická účinnost stroje [%]

Frézování hlavní pohyb- rotační, vykonává ho nástroj, vedlejší pohyb je posuv, který je obvykle přímočarý a vykonává ho obrobek. Podle polohy osy nástroje k obráběné ploše rozlišujeme:

Válcové frézování- obvodem nástroje, osa nástroje je rovnoběžná s obráběnou plochou (sousledné, nesousledné)

Čelní frézování- čelem nástroje, osa je kolmá k obráběné ploše, hloubka řezu se nastavuje ve směru osy nástroje.

Rozklad síly na zubu válcové frézy

Obr. 3 Síly při frézování

F_i- celková síla řezání, F_ci- řezná složka, F_cNi- kolmá řezná složka síly řezání, F_fi- posuvová složka síly řezání, F_fNi- kolmá posuvová složka síly řezání

 Na řeznou složku síly F_ci má vliv měrná řezná síla k_ci a průřez třísky A_Di

 Měrná síla řezání

Kde: C_Fc=konstanta vyjadřující vliv obráběného materiálu [-], x- exponent vlivu tloušťky třísky [-], a_p- hloubka řezu [mm], f_z- posuv na zub [mm], Φ_i- úhel posuvového pohybu [˚], h_i- tloušťka třísky [mm]

Měření sil

Přímé měření složek síly řezání se zakládá na měření deformací v soustavě stroj- nástroj- obrobek během obrábění pomocí dynamometrů. Požadavky na dynamometry: tuhost, citlivost, stálost údajů, reprodukovatelnost, setrvačnost.

Mechanické dynamometry – nejčastěji pro cejchování jiných druhů dynamometrů.

Síly se přenáší přímo nebo znásobeně mechanickým převodem na číselníkový úchylkoměr.

Obr. 4 Mechanický dynamometr třmenový

Mechanické dynamometry jsou jednoduché, spolehlivé, stálost údajů je s přesností 0,5- 2%.

 Nevýhody jsou: závislost údajů na teplotě, obtížná změna rozsahu měření, velká setrvačnost systémů (nevhodné pro dynamická měření).