ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Процесс образования стружки из "Резание металлов и инструмент " Изучение процесса образования стружки имеет большое значение для правильного понимания почти всех основных явлений, связанных с процессом резания, как-то сопротивления обрабатываемого материала резанию, стойкости ин трумента, скорости, допускаемой инструментом, температуры резания и т. д. [c.77] Не задаваясь целью в рамках сжатого курса подробно осветить результаты хотя бы основных исследовательских работ в этой области, ниже мы приводим только несколько общих положений, необходимых для понимания материала, изложенного в последующих главах. [c.77] В процессе резания изменяются физико-механические свойства материала срезаемого слоя и материала режущего инструмента. [c.77] Исходные физико-механические свойства обрабатываемого материала и материала режущего инструменма определяют возникающие при резании напряжения и деформации. [c.77] Для изучения процесса резания применяется ряд методов, к которым, в частности, относятся метод наблюдения боковой поверхности изделия при свободном резании, металлографический метод и оптический метод. [c.77] Сущность метода наблюдения боковой поверхности заключается в следующем. Вследствие пластической деформации при свободном резании происходят изменения боковых поверхностей обрабатываемого материала в зоне резания. Хорошо отшлифованная поверхность в результате пластической деформации становится матовой и шероховатой. Если на боковой поверхности обрабатываемого металла нанести сетку в виде квадратов, то в процессе резания материал, деформируясь перед резцом и под резцом, вызывает искажение сетки. По искажению сетки можно судить о величине и характере пластических деформаций в зоне резания. [c.77] Зворыкин, Заднепровский и др. применили этод метод для описания процесса свободного резания. Наиболее тщательное и обстоятельное исследование процесса образования стружки было произведено проф. И. Тиме. [c.77] Для исследования процесса резания Тиме тщательно полировал боковые поверхности плоских образцов, подлежащих резанию, и наблюдал на этих поверхностях по их потускнению зону пластических деформаций. [c.77] Тиме первый наглядно показал процесс отделения от обрабатываемого металла каждого элемента срезанной стружки. [c.78] На фиг. 76 показана схема образования стружки по Тиме. Резец при своем движении по направлению стрелки вдавливается в обрабатываемый металл и своей передней гранью начинает сжимать его. По мере углубления резца в обрабатываемый материал площадь сдавливания, а вместе с ней и деформации в металле постепенно увеличиваются. При дальнейшем движении резца давление сжатия начинает превышать внутренние силы сцепления металла, в результате чего происходит скалывание частицы металла, или, как говорят, элемента стружки, и перемещение его вверх, причем, как показали опыты Тиме, скалывание элемента стружки происходит по строго определенной плоскости АВ. Эта плоскость называется плоскостью скалывания. [c.78] После скалывания первого элемента стружки передняя грань резца начинает сжимать и деформировать следующую близлежащую часть металла, в результате чего происходит скалывание второго элемента по плоскости скалывания, параллельной первой. Точно так же происходит скалывание следующих частиц металла, причем в зависимости от качества обрабатываемого металла и ряда других факторов отдельные элементы стружки или сразу же после своего образования отделяются от обрабатываемого материала и отпадают, или же сохраняют между собой связь. [c.78] Таким образом, согласно даьшым Тиме процесс резания можно рассматривать как процесс постепенного скалывания частиц металла в виде следующих друг за другом элементов. При сжатии металла инструментом происходит боковое расширение, которое больше у передней грани резца. Когда резец начинает сжимать следующий элемент стружки, то плоскость АВ, по которой произошло скалывание первого элемента, поворачивается, и элемент стружки отступает от передней грани резца. Таким образом происходит явление завивания стружки. [c.78] Величина угла скалывания колеблется в пределах от 140 до 155°. Направление плоскости скалывания и величина угла скалывания были подтверждены более поздними исследованиями, в частности Зворыкина, Усачева и др. [c.79] Заднепровский , пользуясь описанным выше методом наблюдения боковой поверхности изделия, повторил опыты Тиме и показал, что пластическая деформация распространяется далеко впереди плоскости скалывания, а также под резцом (фиг. 77). [c.79] Вертикальные, линии 1,2,3.. . сетки, нанесенной на боковую поверхность, изменили свою длину и переместились в сто-, рону движения резца. Линии квадратов от 4 до 9, находяш,иеся вне пределов угла действия ш, также изменили свое положение. Вертикальные линии несколько удлинились и переместились влево, а горизонтальные линии несколько укоротились. [c.79] Таким образом, из опытов Заднепров-ского следует, что деформация металла происходит не только в пределах угла действия, но и вне предела угла скалывания как впереди резца, так и под резцом. [c.79] Металлографический метод может разрешить ряд вопросов, связанных с процессом резания. Пользуясь этим методом, можно получить ясное представление об изменении TpyK jypbi стружки и слоя, прилегающего к обработанной поверхности. Если первоначальная структура крупнозернистая, то в результате резания происходит ее измельчение кроме того, в результате пластических деформаций первоначальные зерна при резании могут удлиняться и структура может перейти в волнистую. Далее металлографический метод может дать указание о степени пластической деформации в зоне резания, а также о направлении течения металла и о направлении сдвигов. Элемент стружки, подвергавшийся сжатию, деформируется весьма неравномерно в разных точках. Частицы металла, лежащие ближе к передней грани, деформируются гораздо сильнее. В результате неравномерности деформаций между частицами металла появляются сдвиги, плоскости которых направлены под углом к плоскости скалывания. Кроме того, появляются мелкие трещины, придающие обрабатываемой поверхности шероховатый вид. Как показали опыты, проведенные с малыми скоростями резания ( К=1 мм/мин), давление резания не остается постоянным в течение всего периода скалывания отдельных элементов стружки. Оно достигает максимума в начале скалывания, т. е, в момент наибольшей деформации элемента, и падает до минимума в конце скалывания элемента, при этом к концу скалывания давление не падает до начальной величины, что объясняется тем, что осаживание второго элемента стружки начинается несколько раньше, чем заканчивается скалывание первого элемента. Число колебаний в единицу времени, связанное с периодическим изменением давления резания, очевидно, будет зависеть от времени, потребного на образование одного элемента стружки. При обычно применяемых на практике скоростях резания очень трудно на диаграмме давления резания обнаружить амплитуды колебаний, соответствующие моменту образования отдельных элементов стружки, поэтому обычные измерительные приборы (особенно гидравлического типа) не в состоянии регистрировать все тонкости процесса резания, и вместо волнистой кривой усилия резания записывают почти прямую линию. [c.80] Понятно, что в результате периодических колебаний, особенно в недостаточно жестких станках, возникают вибрации, что отражается на качестве обработанной поверхности. [c.80] Типичная кривая зависимости между нагрузкой и удлинением для мягкой стали показана на фиг. 80. Величина работы, производимая силой Р для деформации образца от момента приложения силы до момента разрыва образца, определяется площадью, ограниченной осью абсцисс и кривой растяжения. [c.81] Установлено, что при растяжении и сжатии пластического материала за пределами упругости в нем возникают сдвиги, идущие по так называемым плоскостям скольжения. Кристаллическое зерно (монокристалл ) как бы разделяется на отдельные элементы, которые скользят один по другому вдоль вполне определенных кристаллографических плоскостей (плоскости скольжения) . [c.82] Вернуться к основной статье