Relation de force dans la coupe du métal (avec diagramme)
Il existe deux types de processus de coupe des métaux. Le premier est le processus de coupe oblique qui est représenté sur la figure 9.3 (b) et le second est le processus de coupe orthogonal tel que représenté sur la figure 9.3 (a).
Nous discuterons du rapport de force dans chaque cas ci-dessus dans les articles suivants:
(i) Relation de force dans la coupe oblique:
La figure 9.31 montre un processus de tournage en coupe oblique. En coupe oblique, le tranchant principal (ab) forme un angle avec la direction de l'avance. Comme le métal est coupé, il doit y avoir une force de coupe (R). Cette force de coupe (R) peut être résolue dans trois directions mutuellement perpendiculaires. Par conséquent, la relation de force dans la coupe oblique est de nature complexe et n’est pas prise en compte pour l’analyse de force dans le processus de coupe. Seul le processus de coupe orthogonal convient le mieux pour faciliter les calculs et réduire la complexité.
La force de coupe (R) en coupe oblique peut être résolue en trois directions perpendiculaires, comme indiqué ci-dessous:
(a) dans le sens d'avance de l'outil (F d ):
Ce sont les composantes horizontales de la force de coupe. On l'appelle aussi force de charge (F d ).
b) dans la direction perpendiculaire à la direction d'alimentation (F r ):
C'est dans la direction radiale, c'est-à-dire dans la direction perpendiculaire à la surface générée. Cela peut être pris en compte en raison de la réaction entre l'outil et la pièce. Il est également appelé force de poussée et est représenté par (F r ).
(c) dans la direction verticale (F C ):
C'est la composante verticale de la force de coupe. C'est la principale force de coupe. Il est représenté par (F C ).
(ii) Relation de force dans la coupe orthogonale:
La figure 9.32 montre un processus d'usinage orthogonal. Dans ce processus, la force de coupe n'a que deux composants. Un dans le sens d'alimentation (F d ) et l'autre dans le sens de la coupe (F c ).
L'outil de coupe se déplace dans le sens de l'alimentation. Le métal se déforme plastiquement le long du plan de cisaillement. Les copeaux se déplacent le long de la face de coupe de l'outil. La puce étant rugueuse obtient une résistance en mouvement et donc une force de friction F de l'outil agissant sur la puce.
Ainsi, les différentes forces agissant sont:
Force F:
Résistance de friction de l'outil agissant sur la puce.
Force N:
Réaction fournie par l'outil, agissant dans une direction normale à la face de coupe de l'outil. C'est normal à la force de frottement F.
Force F s :
Force de cisaillement du métal. Cela est dû à la résistance du métal au cisaillement lors de la formation des copeaux.
Force F n :
Force normale pour cisailler l'avion. C'est une force de sauvegarde fournie par la pièce sur la puce. Il provoque une contrainte de compression sur le plan de cisaillement.
La figure 9.33 montre un diagramme de corps libre de la puce avec les forces qui agissent sur celle-ci.
Force R:
Est la résultante des forces F s et F n .
Force R ':
Est la résultante des forces F et N.
Puisque la puce est en équilibre, les forces résultantes R et R 'sont égales en amplitude mais opposées en direction et colinéaires.
Pour une géométrie fixe de l'outil de coupe, il existe une relation définie entre ces forces. La composante des forces de coupe pourrait être mesurée à l'aide d'un dynamomètre et toutes les autres forces pourraient être calculées.
