Výpočet reznej sily pri obrábaní

Rezný odpor je odpor materiálu, ktorý pôsobí proti pohybu vnikania nástroja. Pri klasickom sústružení tento odpor pôsobí na nôž silou F.

Zložky reznej sily

Pri obrábaní rozlišujeme tri hlavné zložky reznej sily:

Tangenciálna sila (Fz): Pôsobí v smere hlavného pohybu a je najdôležitejšou silou pri obrábaní. Označuje sa aj ako Fz.
Radiálna sila (Fy): Pôsobí v smere prísuvu noža. Odľahčuje nástroj od reznej plochy a namáha suport a nožový držiak. Taktiež má vplyv na deformáciu obrobku a tuhosť obrábaného stroja a nástroja.
Axiálna sila (Fx): Je prekonávaná posuvovým mechanizmom stroja a pôsobí v smere osi obrobku. Označovaná ako Fx.

Pre výpočet hlavnej reznej sily má hlavný význam tangenciálna sila Fz. Axiálne a radiálne zložky sú omnoho menšie, preto sú zanedbateľné.

Vzorec pre výpočet tangenciálnej sily

Tangenciálna sila Fz sa dá vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:

Fz = kz . S = t . s = a

Kde:

Fz - tangenciálna rezná sila
kz - špecifický rezný odpor materiálu
S - plocha rezu
t - hĺbka rezu
s - posuv
a - šírka rezu

rezné sily pri ortogonálnom rezaní | Analýza sily na Merchantovej kružnici | Analýza rezania kovov

Špecifický rezný odpor materiálu (kz) je materiálová konštanta, ktorá udáva silu potrebnú na oddeľovanie materiálu s jednotkovou plochou rezu. Hodnoty kz sa líšia pre rôzne materiály a podmienky obrábania.

Vplyv jednotlivých zložiek sily

Hoci sa axiálne a radiálne zložky reznej sily považujú za zanedbateľné pri výpočte hlavnej reznej sily, je dôležité si uvedomiť ich vplyv na celý proces obrábania:

Tangenciálna sila (Fz): Ovplyvňuje spotrebu energie a opotrebovanie nástroja.
Radiálna sila (Fy): Môže spôsobovať vibrácie a deformácie obrobku.
Axiálna sila (Fx): Ovplyvňuje stabilitu obrobku a presnosť obrábania.

Tabuľka príkladov špecifického rezného odporu pre rôzne materiály

Pre lepšiu predstavu uvádzame príklady hodnôt špecifického rezného odporu (kz) pre rôzne materiály:

Materiál	Špecifický rezný odpor kz [N/mm²]
Oceľ	1500 - 3000
Hliník	500 - 1000
Meď	800 - 1500
Liatina	1000 - 2000