Чому токар, залишаючи потужність станку незмінною, підвищує швидкість обертання деталі, коли переходить до обробки

Токар, зберігаючи потужність станку незмінною та збільшуючи швидкість обертання деталі, може досягти зниження сили різання при обробці за режимом, що вимагає меншої сили. Це можливо завдяки взаємозв"язку між швидкістю обертання і силою різання.

У процесі токарної обробки деталі різальною інструментом (наприклад, ріжучим інструментом), на деталь діє сила різання. Сила різання зумовлена взаємодією ріжучого інструменту з матеріалом деталі. Для того щоб здійснити різання, необхідно подолати опору, який матеріал деталі ставить перед ріжучим інструментом. Цей опір залежить від різних факторів, включаючи фізико-механічні властивості матеріалу та геометрію ріжучого інструменту.

Підвищення швидкості обертання деталі при збереженні потужності станку незмінною має вплив на силу різання. За допомогою формули потужності \(P = F \cdot v\), де \(P\) - потужність, \(F\) - сила, \(v\) - швидкість, ми можемо зрозуміти, які зміни відбуваються, коли змінюється один з цих факторів.

Оскільки потужність станку залишається незмінною, то ми можемо записати: \(P_1 = P_2\), де \(P_1\) - потужність при першому режимі, \(P_2\) - потужність при другому режимі. Рівняння можна переписати у вигляді: \(F_1 \cdot v_1 = F_2 \cdot v_2\), де \(F_1\), \(v_1\) - сили і швидкість при першому режимі, а \(F_2\), \(v_2\) - сили і швидкість при другому режимі.

Якщо перехід до обробки за режимом, що вимагає меншої сили різання, супроводжується підвищенням швидкості обертання деталі, то \(F_2\) буде менше \(F_1\), оскільки \(v_2\) буде більше \(v_1\). Це означає, що при збільшенні швидкості обертання деталі, сила різання може бути зниженою.

Таке явище виникає із залежності швидкості різання \(v\) від швидкості обертання \(n\) ріжучого інструменту. Зазвичай, швидкість різання \(v\) пропорційна швидкості обертання ріжучого інструменту за формулою \(v = \pi d n\), де \(d\) - діаметр ріжучого інструменту. Таким чином, збільшення швидкості обертання ріжучого інструменту приблизно приводить до збільшення швидкості різання, а отже, може знизити силу різання.

Отже, токар, зберігаючи потужність станку незмінною, підвищуючи швидкість обертання деталі та переходячи до режиму з меншою силою різання, може досягти зниження сили різання. Вищезазначене можна пояснити взаємозв"язком між швидкістю обертання і силою різання, що випливає з формули потужності \(P = F \cdot v\) та залежності швидкості різання \(v\) від швидкості обертання \(n\) ріжучого інструменту.