Зрізуючи стружку, різець долає опір оброблюваного металу різання і сили тертя стружки об передню поверхню інструменту і задньої поверхні інструмента про заготівлю.
Рівнодіюча сила різання R - рівнодіюча сил, що діють на різець, з боку заготовки. Умовно вважають, що точка прикладання R знаходиться на робочій частині головного ріжучого леза. В процесі обробки величина, напрямок і точка докладання рівнодіюча змінюються, тому для практичних розрахунків використовують не рівнодіюча, а її складові Px. Py і Pz. діючі за трьома взаємно - перпендикулярних напрямках - осях X, Y і Z. Вісь X - лінія центрів верстата, тобто вона збігається з віссю обертання заготовки і паралельна напрямку поздовжньої подачі S.; вісь Z лежить в площині різання, вона паралельна напрямку головного руху; вісь Y перпендикулярна осям X і Z.
Рис.4.13. Сили, що діють на різець з боку заготовки при різанні.
Рz - вертикальна (дотична) складова сили різання. За силою Pz визначають крутний момент на шпинделі верстата, потужність витрачається на різання, виробляють динамічний розрахунок коробки швидкостей. Іноді Pz називають головною складовою сили різання або просто силою різання. Складова Pz визначає вигинає момент Мх. діючий на стрижень різця.
Py - радіальна складова сили різання. За силою Py визначають вигин заготівлі в площині XY.
Px - осьова складова сили різання (сила подачі). За силою Px розраховують механізми подач верстата і момент Mx. вигинає стрижень різця в площині XY.
На практиці визначають лише складову Pz (за емпіричними формулами), а складові Py і Px беруть в долях від Pz.
Співвідношення Pz. Px. Py залежить від геометрії ріжучої частини різця, режиму різання, зносу різця, фізико-механічних властивостей оброблюваного матеріалу і умов обробки. Наприклад, при точінні гострим прохідним різцем (# 947; = 15 о; # 966; = 45 о; # 955; = 0 о) Py = (0,3. 0,5) Pz. Px = (0,15. 0,3) Pz.
при зростанні # 966; сила Py знижується, тому легко деформуються довгі деталі обробляють різцями з великими кутами # 966; близькими до 90о.
При зростанні поздовжньої подачі S відношення Px / Pz також зростає.
Ефективна потужність Ne - потужність, що витрачається на процес деформування і зрізання з заготовки шару матеріалу.
При точінні циліндричної поверхні на токарно-гвинторізний верстаті ефективна потужність обчислюється за такою формулою:
де V - швидкість різання, м / хв; n - частота обертання заготовки, об / хв; S - поздовжня подача, мм / об; [Pz] і [Px] = Н.
На практиці другим доданком в вищенаведеної формулі нехтують, так як. і ефективну потужність визначають за спрощеною формулою:
Потужність потрібного електродвигуна верстата визначиться як
де # 951; - к.к.д. верстата, що враховує втрати потужності в вузлах тертя верстата (підшипниках, зубчастих передачах і т.п.) при її передачі від електродвигуна до шпинделя верстата. зазвичай # 951; ≈ 0,7 ... 0,8.
Крутний момент різання - момент, необхідний для подолання опору обертанню оброблюваної заготовки. Обчислюється за формулою:
де Dзаг - діаметр заготовки, мм.
Для того, щоб процес різання був можливий, крутний момент на шпинделі МШП. розвивається верстатом при певному числі оборотів шпинделя, повинен бути не менше моменту опору Мкр: