CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 3.1 Cơ sở lý thuyết lực tác dụng của phần tử cắt lên phô
3.2.3. Lực cắt và các thành phần lực cắt khi tiện
3.2.3.1. Lực cắt
Trong quá trình cắt khi tiện dao tác dụng lên lớp cắt một lực làm cho lớp cắt biến dạng và tạo thành phoi. Để chống lại ngoại lực, lớp cắt tác dụng vào dao (lên mặt trước và mặt sau) một lực - lực do biến dạng. Khi cắt phoi trượt lên mặt trước, mặt sau trượt lên bề mặt đang gia công tạo ra các lực ma sát. Lực chống lại lực biến dạng và ma sát tác dụng lên dao là lực cắt. Hợp các lực tác dụng lên mặt trước theo
hướng pháp tuyến với mặt trước là N1 và theo tiếp tuyến với mặt trước là F1. Hợp hai lực tác dụng lên mặt trước là lực R1= N1+F1 (hình 3.5).
Hình 3.5: Sơ đồ lực tác dụng lên lưỡi cắt của dao tiện
Hợp các lực tác dụng lên mặt sau theo hướng pháp tuyến là N2, theo hướng tiếp tuyến là F2. Hợp hai lực N2 và F2 là lực Q2 tác dụng lên mặt sau:
2
Q = N2 + F2 (3.12) Hợp hai lực Q1 và Q2 ta có lực R . R là lực cắt khi tiện.
Trong quá trình cắt, lực R . R là lực cắt khi tiện.
Trong quá trình cắt, lực R không cố định về giá trị và về phương lực. Thực tế lực Q2 nhỏ hơn lực Q1 rất nhiều.
3.2.3.2. Các thành phần lực cắt khi tiện
Trong điều kiện cắt không tự do, khi tiện tổng hợp lực cắt R được chi ra ba lực thành phần (hình 3.6): PZ – lực tiếp tuyến (lực cắt chính) tác dụng theo hương của chuyển động chính của máy; PY – lực hướng kính tác dụng trong mặt phẳng nằm ngang vuông góc với đường tâm của chi tiết; PX – lực chạy dao (lực dọc trục), tác dụng song song với đường kính tâm của chi tiết, ngược chiều với phương chạy dao.
Hình 3.6. Sơ đồ các thành phần lực cắt khi tiện
- Lực tiếp tuyến Pz, hướng theo phương của chuyển động cắt chính Mc. (vc ). Thành phần này được dùng để tính sức bền dao, máy và công suất của động cơ. Thành phần P, còn được gọi là lực cắt chính khi tiện (hình 3.6).
- Lực hướng kính Py, hướng theo phương vuông góc với trục chi tiết (hình 3.6). Thành phần Py sẽ gây ra độ võng cho chi tiết và ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác chi tiết.
- Lực chạy dao Px tác dụng theo phương chuyển động chạy dao (hình 3.6). Lực này được dùng để tính sức bền của cơ cấu chạy dao và công suất của động cơ chạy dao. Thành phần lực này trong quá trình cắt phải nhỏ hơn lực cho phép [Pm] của cơ cấu chạy dao.
Px < [Pm]
Do đó ta có thể xác định lực cắt R:
R = P + Py + Px (3.13)
R = P2 Py Px 2 (3.14)
Khi biết lực cắt có thể xác định công suất cần thiết để thực hiện quá trình cắt. Công suất này được gọi là công suất hữu ích bởi vì nó không phải dùng để thẳng lực ma sát trong các cơ cấu của máy: