Alteration of the cutting force components in tangential turning

Abstract

In the development of cutting procedure, the study of the cutting force is important to evaluate the possible loads and elastic deformations in the machining system. The unusual relative position of the cutting tool leads to a changing characteristic of the cutting force in tangential turning. Therefore, it is particularly important to study the values and ratios of the cutting force components in different setups in this finishing procedure. In this paper the depth of cut, feed, and cutting speed are changed, and the effect of these parameters are analysed on the major cutting force, feed force and passive force. The full factorial design of experiment method is applied in the selection of setup parameters and the evaluation of the results. The maximal values and the ratio of the force components were analysed by the determination of equations.При розробці процедури різання важливе значення має вивчення сили різання для оцінки можливих навантажень і пружних деформацій в системі обробки. Незвичайне взаємне розташування ріжучого інструменту призводить до зміни характеристики сили різання при тангенціальному повороті. Тому особливо важливо вивчити значення та співвідношення компонентів сили різання в різних установках у цій процедурі фінішної обробки. Аналіз впливу параметрів установки на зусилля різання складається з двох розділів. Спочатку були проаналізовані максимальні значення кожної складової сили, після чого проводилась оцінка співвідношень між ними. Видно, що глибина різання має більш значний вплив, оскільки дворазове її збільшення призвело до майже дворазового збільшення основної сили різання. Однак дворазове збільшення подачі має менший вплив, що призводить до збільшення сили приблизно в 1,5-1,8 рази. Це можна пояснити тим, що глибина різання впливає на ширину стружки, в той час як подача впливає на її висоту. Збільшення швидкості знижує питому силу різання, що призводить до меншого збільшення сили різання за рахунок такого ж збільшення площі поперечного перерізу стружки. Швидкість різання незначно впливає на основну силу різання. У даній роботі змінюються глибина різання, подача і швидкість різання, а також аналізується вплив цих параметрів на основну силу різання, силу подачі і пасивну силу. Повний факторний план експерименту застосовується при виборі параметрів установки та оцінці результатів. Максимальні значення і співвідношення силових складових були проаналізовані шляхом рішення рівнянь. При оцінці отриманих даних були зроблені наступні висновки: на основну силу різання та спрямовану силу подачі не впливає зміна швидкості різання; Проте вона все більше впливає на пасивну силу; зміна глибини різання змінює форму активної ділянки ріжучої кромки, що змінює напрямок результуючої сили різання; співвідношенням між аналізованими компонентами сили різання можна маніпулювати, регулюючи параметри установки.