19.4 Energia mecanică

Doar a avea o unealtă de tăiere nu este suficient pentru a provoca îndepărtarea materialului. Energia trebuie furnizată; unealta de tăiere concentrează doar energia prin muchia sa ascuțită pe materialul de lucru. Energia mecanică necesară este furnizată sub formă de mișcare sau energie cinetică și de impact, mai precis mișcare relativă între unealta de tăiere și materialul de lucru care este prelucrat. Întrebarea despre cât de multă energie este necesară cu adevărat pentru a provoca îndepărtarea materialului a fost investigată pe larg, deși relația sa cu viteza de tăiere care urmează să fie transmisă sculei de tăiere nu a fost foarte bine legată. În primele zile ale prelucrării, mișcarea liniară era cea mai răspândită formă. Scula de tăiere este deplasată liniar pentru a provoca apariția acțiunii de tăiere (Fig. 6). Aceasta este una dintre cele mai simple forme de acțiuni de tăiere. În funcție de modul în care este orientată muchia de tăiere, acțiunea de tăiere se numește ortogonală sau oblică (Fig. 7).


Fig. 6 Mișcare liniară de tăiere pentru îndepărtarea materialului.


Fig. 7 Tăiere ortogonală versus oblică.

Ortogonală este cea mai simplă, adesea folosită în cercetare pentru înțelegerea mecanicii proceselor, dar cel mai puțin practică, în timp ce oblică este complexă, dar cea mai frecvent utilizată formă de tăiere în practică. Există, totuși, o limitare majoră a mișcării liniare (Fig. 8). De obicei, unealta trebuie să se întoarcă înapoi la un moment dat pentru a finaliza tăierea într-o zonă de tăiere și pentru a continua tăierea în alte zone ale materialului de lucru. Aceasta înseamnă că unealta trebuie să accelereze, să atingă o viteză de tăiere constantă și să coboare înapoi, să se oprească și să se întoarcă înapoi. Vitezele mari de tăiere nu sunt posibile cu acest aranjament, deoarece necesită viteze mari de accelerare și decelerare pentru a avea o distanță considerabilă de viteză de tăiere și lungime constante. Dar, viteze de tăiere mai mari permit materialului să fie îndepărtat într-un ritm mult mai rapid, un factor mult de dorit în producție.

Fig. 8 Limitarea mișcării liniare de tăiere.

Limitarea vitezei este depășită prin utilizarea mișcării rotative de tăiere (Fig. 9). Viteza de așchiere este atunci pur și simplu viteza tangențială a sculei în locația muchiei de tăiere în raport cu centrul de rotație. O astfel de mișcare rotativă de tăiere este metoda cea mai des folosită de a transmite mișcarea relativă la scula de tăiere și materialul de lucru; acţiunea rotativă combinată cu forma oblică de prelucrare este cea mai practicată. Rețineți că materialul de lucru poate fi rotit în locul sculei de tăiere. Se va discuta mai târziu că mișcările liniare sunt încă necesare în procesele de prelucrare pentru a determina ca materialul de lucru să fie „alimentat” în sculă (numite viteze de avans sau viteză de avans); această mișcare nu este totuși cea care cauzează acțiunea reală de îndepărtare a materialului.

Fig. 9 Utilizarea mișcării rotative de tăiere, cea mai des folosită metodă de a da energie sculei de tăiere și materialului de lucru.