Касательное напряжение при резании металлов

Это уравнение получается, если из уравнений равновесия исключить, пользуясь условием пластичности, напряжения ст, и Стд. Принимая, что при резании металлов касательное напряжение не зависит от радиуса [c.81]

Постоянство по величине касательного напряжения Хр s при различных видах напряженно-деформированного состояния позволяет при резании металлов значительно сократить количество экспериментов для определения величин и б для различных значений т. [c.86]

Состояние поверхностного слоя основного металла определяет эффективность воздействия расплава. Если твердый металл подвергался механической обработке, способствующей развитию деформации, например резанию, шлифованию, то воздействие расплава усиливалось. Так, образцы из стали 20 после токарной обработки в контакте с расплавленным оловом разрушались по плоскости действия максимальных касательных напряжений. При этом поверхность образцов покрывалась кольцевыми трещинами по следам обработки резцом. [c.159]

При обработке в режиме резания вместе с продуктами коррозии удаляется тонкий поверхностный слой металла в виде стружки скалывания. Очистка поверхности осуществляется в результате хрупкого разрушения слоя окалины при опережающем развитии трещин в окалине и сдвига частиц металла по плоскостям, где касательные напряжения превышают предел текучести. На рис. 115, б показана поверхность образцов, обработанных щетками в режиме резания. Видны канавки, прорезанные в металле режущей кромкой проволочки. Микрорезание характеризуется меньшей степенью упрочнения поверхностного слоя, чем обработка в режиме наклепа. [c.254]

Обработка заготовок резанием сопровождается развитием значительных сил и деформацией металла с выделением в зоне резания большого количества тепла. Под действием нормальных и касательных напряжений изменяется расстояние между атомами в пределах упругости металла, а после превышения определенного значения касательных напряжений происходит сдвиг одной части кристалла по отношению к другой. При сохранении целостности кристалла наблюдается остаточная пластическая деформация, не исчезающая после снятия внешней нагруз- [c.375]

Изучение процесса резания относительно главных осей напряженно-деформированного состояния позволило установить, что пластическая деформация и разрушение металла происходят при постоянном значении октаэдрического касательного напряжения. [c.102]

Пластическая деформация металла в процессе резания. На фиг. 35 схематично изображен резец, срезающий при рабочем движении слой металла. При этом давление резца вызывает сложное распределение внутренних сил в плоскости, совпадающей с траекторией режущей кромки, возникают касательные напряжения и нормальные напряжения а у. Величина имеет наибольшее значение у режущей кромки, и по мере удаления от нее уменьшается до нуля. Нормальное напряжение, как правило, вначале действует как растягивающее, вызывающее при определенных условиях раскалывание ( опережающую трещину ). Эти отрывающие напряжения, достигающие иногда больших величин в точке А, быстро затухают после удаления от точки Л, а затем переходят через нуль в напряжения сжатия. [c.61]

Все изложенное выше показывает, что нарост есть результат схватывания обрабатываемого и инструментального материалов и переноса металла, т. е. явления при трении твердых тел, состоящего в том, что частицы материала одного тела прочно соединяются с другим, и, отрываясь от первого, остаются на поверхности другого. Следовательно, нарост — заторможенная зона металла он не является застойной зоной в механическом смысле этого термина, т. е. зоной, не подверженной действию касательных напряжений. Напротив, на нарост непрерывно воздействуют силы трения со стороны стружки и обработанной поверхности детали, в связи с чем он, вырастая до определенной величины, частично или полностью под действием этих сил разрушается. Наибольших размеров нарост достигает при тех условиях резания, когда достигается максимальное значение среднего коэффициента трения между стружкой и передней гранью инструмента. При резании большинства черных металлов такие условия имеют место тогда, когда усредненная контактная температура близка к 300—350° С [19]. [c.29]

Коэффициенты концентрации для нормальных и касательных напряжений в общем случае различны. Это следует подчеркнуть прежде всего потому, что для процессов деформации, обусловленных преимущественно касательными напряжениями (например, при изучении процесса возникновения трещины усталости), часто пользуются коэффициентами концентрации для нормальных напряжений, что в отдельных случаях недостаточно, так как необходимо учитывать также концентрацию касательных напряжений. Явления концентрации напряжений наблюдаются также и при различных видах контактных нагрузок. Эти случаи, имеющие важное значение, в частности, для вопросов резания металлов, чрезвычайно сложны. Поэтому распределение напряжений 7 99 [c.99]

Отделение элементарных объемов металла при шлифовании происходит так же, как и при резании лезвийным инструментом. Моменту отделения стружки предшествует деформация элементарного объема, увеличивающаяся до тех пор, пока касательные напряжения в плоскости сдвига не достигнут предельного значения. При резании предварительно деформированного металла большая часть работы пластической деформации произведена и в случае последующего резания пластические сдвиги происходят в очень узкой зоне пластической деформации, которую для кинематического анализа можно принимать за плоскость сдвига. Установлено, что в зависимости от радиуса закругления абразивных зерен р и глубины резания аг значения угла сдвига Р = О -f- 22,5°. С увеличением йг и Сг/р угол сдвига р увеличивается, а при увеличении р — уменьшается. [c.226]

Изучение свойств металла возможно в процессе его ортогонального резания, где легко воспроизводится плоскостная картина деформации. При снятии тонких стружек основным видом деформации является пластический сдвиг, происходящий в узкой зоне деформации металла. Следовательно, величину касательных напряжений можно рассчитать как [c.6]

Второй способ теоретико-экспериментального получения закономерностей для расчета сил при ПМО, разработанный в Тольяттинском политехническом институте, раскрывает связь сил резания при обработке нагретого и ненагретого металлов. Известно, что касательные напряжения т на поверхности сдвига зависят от предела прочности обрабатываемого материала сгв и относительной деформации 6. Однако значительное изменение е слабо влияет на величину Тф, тогда как между тф и Ов существует почти прямая пропорциональность. Это дает основание в первом приближении положить для обычного резания tф =сав(0д), а для резания с нагревом тф= = сав(0ф), где 0д и 0ф — соответственно температуры на поверхности сдвига при обычном резании и ПМО резанием. Полагая, что при черновой обработке изменение силы Рг определяется главным образом изменением напряжений на поверхности сдвига, можем написать [c.83]

Разновидностью физического воздействия являются вибрационные процессы [20, 24]. Наложение колебаний в процессе обработки давлением или резанием способствует разрушению межкристаллитных связей в металлах. Параметры колебаний (амплитуда и частота) должны соответствовать параметрам механической обработки (толщине и скорости деформирования). Ультразвук вызывает возникновение микро- и макротрещин в обрабатываемом слое и способствует их расклиниванию СОЖ, интенсифицируя процесс обработки. Для достижения максимального эффекта ультразвуковые колебания должны быть перпендикулярны траекториям касательных напряжений. Например, при врезном фрезеровании направление колебаний совпадает с направлением движения подачи фрезы, а при продольном - перпендикулярно движению подачи. [c.184]

Мерчантом выполнены эксперименты по определению сил резания, угла сдвига, коэффициента трения и касательных напряжений при резании металла. Он обнаружил, что экспериментальные значения параметров несколько отличаются от вычисленных. Прежде чем обсуждать причины этих расхождений, рассмотрим экспериментальные методы измерения переменных параметров. [c.34]

Сейчас в [8] для сталей 40, 50, ЭИ405, 40Х, маломагнитной стали и некоторых других металлов постоянство октаэдрического касательного напряжения при разрушении металла в процессе резания для различных значений т установлено экспериментальным путем. [c.90]

Доказательство того, что масштабный фактор приводит к увеличению касательных напряжений сдвига при резании металла, не имеет решающего значения. Эксперименты, выполненные при малой толш,ине среза, показали, что на силы резания оказывает большое влияние профиль режущего инструмента. Кажущееся увеличение касательных напряжений сдвига при малой толщине среза вызывается силами трения на задней поверхности инструмента. [c.57]

Гордон М. Б. Методика и некоторые ре.чультаты исследования закономерности распределения сил трения и касательных напряжений на длине контакта стружки с передней поверхностью резца. В кн. Вопросы применения смазочно-охлаждающих Жидкостей при резании металлов. Иваново, Вер хне-Волжское книжное издательство, 1965, с. 64—82. [c.335]

Резание металлов — сложный процесс взаимодействия режущего инструмента и заготовки, сопровождающийся рядом физических явлений, например, деформированием срезаемого слоя металла. Упрощенно процесс резания можно представить следующей схемой. В начальный момент процесса резания, когда движущийся резец под действием силы Р (рис, 6.7) вдавливается в металл, в срезаемом слое возникают упругие деформации. При движении резца упругие деформации, накапливаясь по абсолютной величине, переходят в пластические. В прирезцовом срезаемом слое материала заготовки возникает сложное упругонапряженное состояние. В плоскости, перпендикулярной к траектории движения резца, возникают нормальные напряжения Оу, а в плоскости, совпадающей с траекторией движения резца, — касательные напряжения т .. В точке приложения действующей силы значение Тд. наибольшее. По мере удаления от точки А уменьшается. Нормальные напряжения ст , вначале действуют как растягивающие, а затем быстро уменьшаются и, переходя через нуль, превращаются в напряжения сжатия. Срезаемый слой металла находится под действием давления резца, касательных и нормальных напряжений. [c.261]

Иными словами, деформация струл<ки по ширине будет пропорциональна напряжению Ов сжатия, действующего на плоскости максимального касательного напряжения (максимального сдвига). Если т = О (сдвиг), то о11 = аз . В этом случае Ов = О и 62 = 0. При т ф О ое О и 62 >0. Важно отметить, что полученная система напряжений такова, что в общем случае кроме напряжений текучести имеет место гидростатическое давление. Величина гидростатического давления, равная нулю при сжатии и достигающая наибольшего значения при сдвиге, существенно влияет на разрушение металла, превращаемого в стружку. При сдвиге (тонкие срезы и большая ширина резания) деформация разрушения полу-чаётся большей, чем при сжатии (работа с большими подачами и малой шириной). Иными словами, возникающее в процессе резания гидростатическое давление, способствуя увеличению деформации разрушения, сказывается на интенсивности напряженно-деформированного состояния. [c.82]

ЯШИ и Томсен использовали объяснение Котрелла применительно к условиям резания металла, показав, что касательные напряжения сдвига при резании превышают напряжения течения при малых скоростях деформации и не зависят от температуры, повышающейся во время деформации и упрочнения материала. [c.58]

Пластичность металлов или сплавов зависит от характера напряженного состояния (фиг. 4). Чем ближе напряженное состояние к объемному сжатию, тем больше при одинаковых температурных и скоростных условиях пластичность металла. С. И. Губкин объясняет это явление тем, что объемное сжатие затрудняет межкристаллит-ную деформацию, значительное проявление которой способствует разрушению. Следовательно, пластичность металла возрастает с уменьшением роли растягиваюш,их напряжений [3]. Некоторые исследователи утверждают, что в зоне резания металла элементарные объемы срезаемого слоя подвергаются равномерному всестороннему сжатию и одновременно испытывают касательные напряжения [20, 134J. [c.8]

РАЗРУШЕНИЕ И ВОССГАНОВЛЕ-НИЕ НАРОСТА. Характер разрушения наростов, образующихся при резании углеродистой стали 45 и более пластичной нержавеющей стали 0Х12НД, различен. При резании стали 45 нависающий над главной режущей кромкой относительно высокий нарост разрушается касательными напряжениями, возникающими в нем под действием внешних сил Р , Pji и Pj2- Разрушение нароста происходит в направлении от вершины режущего клина инструмента к вершине нароста, что на рис. 6.24 условно показано волнистой линией Б - В. Нижняя часть массы нароста после разрушения всегда остается на обработанной поверхности. Так как по дуге В — Б действуют молекулярные силы сцепления, то эта часть нароста остается прочно соединенной с металлом заготовки в виде заусенца (рис. 6.26). Верхняя часть нароста выше линии Бх - В может оставаться на передней поверхности лезвия. [c.87]

Можно предполагать, что касательные напряжения достигают максимального значения на некоторохм расстоянии от режущей кромки, а в непосредственной близости от нее становятся меньше. Снижение касательных напряжений у самой режущей кромки при наличии застойных явлений объясняется изменением напряженного состояния по ширине контакта. Очевидно, напряженное состояние ближе к всестороннему равномерному сжатию у режущей кромки, чем отступая от нее. Подобное явление присуще не только резанию, но и тем случаям обработки металлов давлением (сжатие, прокатка, волочение), когда на контактных поверхностях имеет место значительное трение [278], [290], [216]. [c.120]

Анализируя микроструктуру ПС необходимо обратить внимание на то, что сдвиги в зернах, (особенно в зернах феррита) непосредственно прилегающих к обработанной поверхности, ориентированы в одном направлении - по вектору скорости резания и образуют характерную текстуру, несмотря на различную ориентацию 1фисталлографических плоскостей в зернах. Это указывает на то, что при больших степенях и скоростях деформации, х актерных для обработки резанием, пластические деформации и разрушение металла не обязательно должно проходить по плоскостям наибольших касательных напряжений в зернах. Характерная кривая распределения микротвердости по глубине упрочненного слоя представлена на рис.4.12. [c.134]

Величина среднего коэффициента трения для трущейся пары стружка — передняя поверхность определяется склонностью к адгезионному взаимодействию обрабатываемого и инструментального материалов. Образование интер металл ических связей между стружкой и инструментом находится в прямой зависимости от способности контактирующих материалов образовывать между собой химические соединения и твердые растворы. Чем сильнее интерметаллические связи, возникшие в результате действия сил адгезии между стружкой и инструментом, тем больше средний коэффициент трения. С повышением механических свойств обрабатываемого материала средний коэффициент трения уменьшается. Но так как при этом одновременно возрастают и средние нормальные и средние касательные контактные напряжения, то при постоянной температуре средний коэффициент трения изменяется сравнительно мало. Например, при резании без смазочно-охлаждающей жидкости при V = 20°, с = 0,15 мм и у = 0,2м/мин средние коэффициенты трения для таких различных материалов как медь, стали 10, 20Х, 1X13, Х18Н9Т колеблются в пределах 0,76 — 0,7 [28]. [c.121]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...