Для оценки силовых и тепловых явлений при резании используется понятие поперечного сечения срезаемого слоя (сечение среза), представленное физическими элементами - толщиной среза a и шириной среза в. Сечение среза рассматривают при мысленном разнесении профиля режущих кромок инструмента в плане на расстояние, соответствующее перемещению лезвия в направлении движения подачи за 1 цикл резания (например, за один оборот заготовки). Чем больше площадь сечения среза, тем больше энергии необходимо затратить на процесс резания. На рис. 4 рассмотрен случай свободного резания (а - свободное прямоугольное резание, б - свободное косоугольное резание), когда в процессе резания принимает участие одна режущая кромка [3, c.22-28].
а и b являются параметрами режима резания. Однако управление ими производится за счет технологического режима (подача S и глубина резания t), параметры которого легко устанавливаются органами управления станка и не зависят от конфигурации заготовки и конструкции инструмента. Взаимосвязь между физическими и технологическими параметрами устанавливается через угол в плане j инструмента (рис. 4):
а = S sin j; b = t / sin j
Площадь поперечного сечения срезаемого слоя: а b = S t.
Наиболее часто на практике приходится сталкиваться с несвободным резанием (рис. 5), когда обработанная поверхность формируется несколькими режущими кромками.
Для несвободного резания произведение a b = S t дает площадь номинального сечения среза ABCD. Термин “номинальное” означает, что в качестве обработанной поверхности рассматривается номинальная поверхность без учета микронеровностей профиля. В действительности поперечное сечение среза, удаляемое резцом, соответствует фигуре ABED. При этом часть номинального сечения BCE не удаляется резцом с поверхности, а формирует ее микропрофиль. Фигура ABED - действительное сечение среза, фигура BСE - остаточное сечение среза.
Анализ показывает, что при отношении t / S > 5 и при углах в плане j < 600 за действительную площадь среза в силовых, тепловых и подобных им расчетах может быть принята номинальная площадь среза: FABED» FABCD при t / S > 5 и j < 600.
Наряду с площадью срезаемого слоя для энергетической оценки процесса резания рассматривается параметр скорость резания V. Таким образом a, b, V составляют физические параметры режима резания. Скорость резания V зависит от диаметра вращающейся заготовки (или вращающегося инструмента), поэтому в качестве технологического параметра для оценки V используется частота вращения шпинделя n, задаваемая станку в процессе резания
где d (мм) - диаметр вращающейся заготовки или вращающегося инструмента.
Итак, для оценки физических явлений в процессе резания используются параметры режима резания толщина среза a (мм), ширина среза b (мм), скорость резания V (м/мин или м/с). Для управления ими используются параметры технологического режима, задаваемые в металлорежущей системе и проставляемые в технологических картах обработки: частота вращения шпинделя n (об/мин), глубина резания t (мм), подача S. Причем подача в зависимости от типа металлорежущей системы может задаваться одним из трех параметров: S0(мм/об) - подача на один оборот вращающейся заготовки или вращающегося инструмента (подача на оборот);
SZ = S0 / Z (мм/зуб) - подача на один зуб вращающегося инструмента (подача на зуб), где Z - число зубьев инструмента; SМ = S0 n = SZ Z n (мм/мин) -величина подачи за одну минуту (минутная подача).
