ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Характер контакта режущего инструмента с обрабатываемым материалом из "Износ режущего инструмента " Характер контакта между обрабатываемым материалом и инструментом в различных условиях обработки позволяет судить о механизме процесса трения и действии охлаждающе-смазывающих жидкостей, а также об условиях формирования поверхностного слоя обрабатываемой детали и их влиянии на чистоту и качество поверхности и т. д. О характере контакта при резании металлов в настоящее время имеются противоречивые представления. В этом направлении еще не проведилось специальных исследований. [c.14] Изучение характера контакта при низких скоростях резания показало, что между трущимися поверхностями происходит местная адгезия — возникают пятна схватывания. В процессе резания по всей площади контакта непрерывно образуются и срезаются пятна схватывания. Срез чаще всего происходит в толще обрабатываемого материала. Срезанные частицы прилипают к более твердой поверхности инструмента и в дальнейшем сами являются основой новых очагов схватывания, так как когезия между частицами обрабатываемого материала проявляется сильнее, чем адгезия между материалами детали и инструмента. В процессе периодического схватывания и среза отдельных частиц между стружкой и передней поверхностью, а также между обрабатываемым материалом и задней поверхностью режущего инструмента образуются поры — капилляры, т. е. контакт не является сплошным. [c.14] На фиг. 5 (см. вклейку, лист 2) приведен один из характерных снимков зоны контакта передней поверхности при обработке никеля резцом из стали Р18. Наличие не сплошного контакта при низких скоростях резания позволяет жидкости проникать в зону трения и производить смазывающий эффект. Кроме того, такой контакт дает возможность различным газам проникать в зону трения из атмосферы воздуха и активно влиять на процесс трения и износа. [c.14] При высоких скоростях резания характер контакта резко изменяется. [c.14] На фиг. 6—12 (см. вклейку, листы 3—6) приведены характерные микрофотографии, полученные при работе резцами из быстрорежущей стали и оснащенными твердым сплавом. [c.14] Микрофотографии показывают, что при высоких скоростях резания существует сплошной контакт по передней и задней поверхностям вследствие того, что микронеровности инструмента заполнены обрабатываемым материалом. [c.15] Очевидно, появление точечного или сплошного контакта связано с величиной нормального давления. Если давление достаточнс для заполнения всех неровностей твердого металла мягким, контакт получается сплошным, и наоборот. [c.15] В деталях машин обычно на контактных поверхностях развиваются давления, дающие несплошной контакт. С повышением давления истинная площадь соприкосновения растет, и при достижении критического давления наступает сплошной контакт. Дальнейшее увеличение давления не изменяет характер контакта [281], [282]. [c.15] Проанализируем, достаточно ли такое давление для заполнения неровностей на поверхностях инструмента. [c.16] Даже полированная поверхность, как показывают электронографические исследования [264], [282], [41], имеет неровности в виде впадин и выступов. [c.16] Приближенно впадины и выступы поверхности контакта можно привести к элементарным геометрическим формам к сферической выемке, к конусной выемке и т. д. [c.16] Для обеспечения сплошного контакта необходимо заполнить все впадины различных форм, для чего потребуется различное давление. [c.16] Пользуясь этими решениями, можно найти, что в зависимости от формы пуансона среднее давление находится в пределах от 2,576 о/ до 4,96 а . Величины этих давлений больше тех, которые действуют на режущую кромку. [c.16] Если инструмент и обрабатываемый материал имеют примерно - одинаковую твердость, то происходит их взаимное внедрение вследствие неоднородности механических свойств структурных составляющих и различной ориентации кристаллов. Это было установлено исследованиями Л. В. Елина [116]. [c.16] Деформация обрабатываемого материала при резании распределяется неравномерно. В зоне контакта тонкий слой обрабатываемого материала получает максимальную деформацию и сильно упрочняется. Ввиду этого для заполнения неровностей поверхности инструмента требуется еще большее давление, чем для ненаклепанного материала. Поэтому при резании на низких скоростях давление недостаточно для заполнения всех неровностей и сплошной контакт не может быть обеспечен. [c.16] Иное наблюдается при высоких режимах резания, когда в контактных слоях возникает высокая температура. Известно [105], [263], [306], [261], что температура в контактных слоях при обработке сталей может достигать 1000—1200° и даже температуры плавления. [c.16] Представим себе, что температура контакта равна 800—1000°, Тогда для сталей предел текучести будет примерно в 10—20 раз меньше чем при комнатной температуре. Вследствие этого давление на поверхности контакта будет в 10—20 раз больше предела текучести контактных слоев обрабатываемого материала. Под таким давлением вполне вероятно заполнение неровностей любой формы и получение сплошного контакта, что и наблюдается в действительности. [c.17] Наличие сплошного контакта приводит к ряду специфических особенностей при резании металлов. [c.17] При сухом и полусухом трении металлов вследствие адгезии образуются площадки схватывания, которые периодически срезаются и вновь возобновляются. Срез происходит в наиболее слабом месте, которым может быть граница раздела одного металла с другим. Сила трения есть сумма элементарных сил, необходимых для срезания схватившихся мест и пропахивания неровностей на пути скольжения [282], [163]. Чем больше суммарная площадь схватывания, т. е. чем больше истинная площадь соприкосновения, тем больше сила трения. Можно считать, что сила трения пропорциональна истинной площади соприкосновения, величина которой зависит от нормальной нагрузки. Для несплошного контакта наиболее вероятно, что истинная площадь контакта пропорциональна нормальной нагрузке. Поэтому сила трения пропорциональна нормальной нагрузке и не зависит от площади соприкосновения. [c.17] В случае сплошного контакта сила трения представляет собой сопротивление пластическому сдвигу менее прочного материала. [c.17] Вернуться к основной статье