Стружкообразование

Образование стружки возможно лишь в том случае, если на режущий инструмент будет воздействовать сила, способная создать в срезаемом слое напряжения, превышающие прочность обрабатываемого материала.
Строение стружки, форма, степень ее деформации и твердость свидетельствуют о напряжениях, которые претерпел срезаемый слой. Изучение процесса стружкообразования имеет большое значение, так как от него зависит величина затрачиваемой на резание работы, износ режущего инструмента и качество обработанной поверхности.
Резец под действием силы Р, внедряясь в обрабатываемый материал, начинает сжимать его своей передней поверхностью (рисунок ниже). По мере продвижения резца в обрабатываемом материале возникает упругая деформация, которая быстро переходит в пластическую, и срезаемый слой толщиной а превращается в стружку толщиной а19 движущуюся вдоль передней поверхности.
В результате металлографических исследований установлено, что срезаемый слой под действием режущего инструмента до превращения в стружку подвергается деформации на определенном участке. Следовательно, между стружкой и обрабатываемым материалом существует зона стружкообразования. В ней расположены поверхности скольжения, обозначенные на рисунке пунктирными линиями ОА, ОВ, ОС, ОD, OE, вдоль которых действуют максимальные касательные напряжения и происходят пластические сдвиги обрабатываемого материала.

Рис 17

Схематическое изображение зоны стружкообразования.
Зона стружкообразования ограничивается линией OA, вдоль которой происходят первые сдвиговые пластические деформации, линией сдвига ОЕ, вдоль которой происходят последние сдвиговые деформации, и линией АЕ, соединяющей зону недеформированного материала со стружкой. В процессе резания зона стружкообразования АОЕ перемещается вместе с резцом.
Срезаемый слой, деформированный в зоне стружкообразования, превратившись в стружку, подвергается дополнительной деформации вследствие трения о переднюю поверхность инструмента. При этом нижние слои стружки (зона 1) дополнительно деформируются сильнее, чем верхние, так как нижние больше деформированы, чем верхние.
Пластическая деформация имеет затухающий характер, в результате чего слои металла, лежащие ниже линии среза ON, также будут пластически деформированы (на рисунке, зона 2).
Ширина зоны стружкообразования зависит от свойств обрабатываемого материала и условий резания (геометрии инструмента, элементов режима резания и др.). Наибольшее влияние на ширину зоны стружкообразования оказывает скорость резания. С ее увеличением зона стружкообразования сужается. Это объясняется тем, что с возрастанием скорости резания частицы обрабатываемого материала проходят за меньший промежуток времени через поле напряжений. Двигаясь с большой скоростью, они так быстро проходят линию OA, что пластическая деформация не успевает произойти и начинается позже, на линии OA (рисунок ниже). Аналогично запаздывает деформация и по линии ОЕ. Если при низкой скорости резания зона стружкообразования, то при сравнительно высокой скорости (порядка 1,0-0,5 м/с) — А'ОЕ''. С увеличением скорости резания зона стружкообразования поворачивается по часовой стрелке; при этом толщина стружки уменьшается, так как снижается степень пластической деформации.
При еще более высокой скорости резания зона стружкообразования настолько сужается, что ее ширина составляет несколько сотых (реже десятых) долей миллиметра. В таком случае наибольшая степень пластической деформации находится в непосредственной близости от плоскости OF. Поэтому в целях упрощения приближенно можно считать, что пластические сдвиги происходят по условной плоскости сдвига OF, которая проходит через лезвие, линию пересечения наружных поверхностей срезаемого слоя и стружки и наклонена к пути движения резца под углом сдвига θ.

Рис 18

Зоны стружкообразования при различных скоростях резания: а — скалывания; б — сливная; в — надлома.
В зависимости от свойств обрабатываемого материала, геометрии режущего инструмента и режимов резания образующаяся стружка может отличаться по форме, виду и строению. Научную классификацию типов стружек, которая не потеряла своего значения до настоящего времени, дал проф. И. А. Тиме. Различают следующие основные типы стружек: скалывания, сливную и надлома.
Стружка скалывания образуется при обработке пластичных металлов с небольшой скоростью резания, когда удаляется слой значительной толщины инструментом с относительно большим углом резания. Эта стружка состоит из отдельных, сильно деформированных элементов правильной геометрической формы. Стружка со стороны, обращенной к резцу, имеет гладкую поверхность, а с противоположной — ступенчатую.
При образовании стружки скалывания возникает значительная пластическая деформация, вследствие чего материал срезаемого слоя теряет свою пластичность и настолько упрочняется, что происходит сдвиг элемента стружки по плоскости сдвига OF, названной проф. И. А. Тиме и проф. К. А. Зворыкиным плоскостью скалывания. Твердость стальной стружки скалывания бывает больше исходной твердости обрабатываемого материала в 2-3 раза, что характеризует высокую степень упрочнения металла.

Антигололедный реагент АЙСМЕЛТ ХКНМ.
загрузка...

Похожие сообщения

Написать комментарий

Комментариев нет коммент.

Написать ответ


[ Ctrl + Enter ]