При срезании стружки с обрабатываемого изделия резец, преодолевая силы сцепления частиц металла, испытывает давление со стороны изделия; при этом такое же давление испытывает и изделие со стороны резца.
На рисунке показана схема действия основных сил на резец при обточке. Сила Pz действует на резец сверху вниз и изгибает резец вниз, а резец силой своего сопротивления отжимает изделие вверх. Эта сила Pz называется силой резания. Сила Px действует на резец в направлении, противоположном направлению подачи, и изгибает резец в сторону задней бабки, а сила сопротивления резца сдвигает изделие в сторону передней бабки. Эта сила Px называется силой подачи. Сила Py действует на резец в той же плоскости, что и сила Px, но в направлении, перпендикулярном направлению подачи, и отжимает резец от обрабатываемого изделия, которое одновременно подвергается изгибающему действию силы сопротивления резца. Эта сила Py называется радиальной силой.
Опытами установлено, что самой большой из трех рассмотренных сил, является сила резания: она примерно в 4 раза больше силы подачи и в 2,5 раза больше радиальной силы. Установлено также, что сила резания зависит от механических свойств обрабатываемого металла, размера и формы поперечного сечения снимаемой стружки, формы резца, скорости резания и охлаждения. Наибольшее влияние на величину силы резания оказывают прочность обрабатываемого металла и его склонность к наклепу. Сопротивляемость разных металлов резанию принято выражать удельным давлением резания и коэффициентом резания.
Удельным давлением резания p называется частное от деления силы резания Pz на площадь поперечного сечения стружки f и измеряется в килограммах на квадратный миллиметр (кг/мм2), т. е. р = Pz/f кг/мм2.
Так как величина удельного давления резания для одного и того же металла зависит от многих факторов резания, поэтому для более точной характеристики сопротивляемости различных металлов резанию установлено понятие коэффициента резания.
Коэффициентом резания К называется удельное давление резания (кг/мм2), полученное опытным путем при следующих постоянных условиях резания: глубина резания t = 5 мм, подача s = 1 мм/об, угол резания δ = 75°, вершина резца r = 1 мм, режущая кромка резца - прямолинейная, горизонтальная; условия резания - работа всухую.
Чем большей прочностью (сталь) или твердостью (чугун) обладает металл, тем выше коэффициент резания, а следовательно, и сила резания для одного и того же сечения стружки. Зная коэффициент резания, можно умножением его на площадь поперечного сечения стружки найти приблизительную величину силы резания.
Изменение углов головки резца значительно влияет на силу резания. Скорость резания влияет на силу резания незначительно. Опыт показывает, что при обработке стали сила резания увеличивается только при скоростях резания от 20 до 30 м/мин; при дальнейшем увеличении скорости резания сила резания уменьшается. Применение смазочно-охлаждающих жидкостей заметно снижает силу резания, причем тем больше, чем выше смазывающие свойства жидкости.
