Процессы деформирования и разрушения материалов при резании

Внешний вид стружки характеризует процессы деформирования и разрушения материала, происходящие при резании. Различают четыре возможных типа образующихся стружек сливная, суставчатая, элементная и стружка надлома (рис. 31.1,6). [c.557]

Металл, удаляемый в процессе резания с заготовки, подвергается пластическому деформированию и разрушению. В результате этого материал припуска, отделенный от обрабатываемой заготовки, приобретает характерную форму и в таком виде его принято называть стружкой. Срезанная с заготовки стружка является побочным продуктом — отходом обработки металлов резанием. Пластическое деформирование и разрушение материала припуска с превращением его в стружку протекает при резании в специфических условиях. Это предопределяет и специфические закономерности процесса, отражаемые функциональными зависимостями, справедливыми только для [c.5]

Характерная особенность процесса резания состоит, во-первых, в том, что лезвия режущего инструмента срезают припуск слоями, толщина поперечного сечения которых обычно меньше 1 мм (лишь на тяжелых станках толщина срезаемого слоя доходит до 2 мм) во-вторых, физико-механические свойства поверхностных слоев, которые подвергаются пластическому деформированию и превращению в стружку, отличаются от свойств материала в глубине заготовки в-третьих, в результате деформирования и разрушения материала срезаемого слоя происходит возникновение из монолитной массы двух новых поверхностей — одной на обрабатываемой заготовке, а другой - на срезанной стружке. [c.64]

В 16 и 17 вкратце уже были рассмотрены некоторые вопросы, связанные с проверкой прочности элементов конструкций при линейном напряженном состоянии. Известно, что при расчетах конструкций среди других условий должно быть выполнено условие прочности, требующее, чтобы наибольшее напряжение в каждой детали машины или сооружения не превышало величины допускаемого напряжения, составляющего некоторую долю опасного напряжения. Для назначения допускаемого напряжения необходимо изучить поведение материала при его деформировании от начала нагружения вплоть до момента разрушения. Последнее нужно также и для других целей — например, для управления процессами пластической обработки материалов волочение, штамповка, прокатка, ковка, резание металлов, прессование слоистых пластиков и других материалов). [c.127]

Среди требований, предъявляемых процессом резания, следует отметить наименьшую сопротивляемость конструкционного материала деформированию и разрушению (образование стружки) его в процессе резания лезвийными инструментами возможность достижения заданных шероховатости и качества поверхностного слоя склонность обрабатываемого мате- [c.319]

Среди физико-химических процессов, определяющих процесс резания, основное значение имеет процесс пластической деформации при образовании стружки. От характера пластической деформации, деформационного упрочнения и разрушения металла при стружкообразовании зависят точность обработки деталей и качество поверхностного слоя. Параллельно со стружкообразованием при резании протекают процессы контактного взаимодействия инструмента со стружкой и обработанной поверхностью, сопровождаемые интенсивным тепловыделением, трением, адгезионным взаимодействием обрабатываемого материала и инструмента. Явления, сопровождающие контактное взаимодействие, существенно влияют на свойства обработанной поверхности, определяют стойкость инструмента и устойчивость процесса резания. Современная теория резания рассматривает процессы стружкообразования, контактных взаимодействий и формирования поверхности детали как единый процесс разрушения и деформирования металла. [c.565]

Процесс обработки материалов резанием заключается во взаимодействии двух тел — обрабатываемой заготовки и режущего инструмента. При этом поверхностный слой материала, срезаемый с обрабатываемой заготовки, подвергается сильному пластическому деформированию, в результате чего срезаемый слой в частично или полностью разрушенном состоянии удаляется с заготовки в виде срезанной стружки. На заготовке и на срезаемой стружке в процессе резания непрерывно возникают новые поверхности. [c.26]

Большинство авторов рассматривает процесс резания как процесс только пластической деформации металла, а задачу резания — как одну из модификаций (пусть существенно осложненную рядом обстоятельств) задачи внедрения жесткого пуансона в пластическую среду. Такой подход, по-видимому, допустим при анализе напряженно-деформированного состояния частиц, значительно удаленных от точки А на лезвии (см. рис. 3), но для близлежащей зоны к точке А неприемлем, так как в этой точке (точнее по линии, проекцией которой она является) происходит разрушение (а не только пластическая деформация) материала и образование новых поверхностей на стружке и обрабатываемой детали. Именно нарушение сплошности материала, т. е. разрыв с образованием новых поверхностей или появление трещин, не получило отражения в эпюрах распределения контактных напряжений, приведенных на рис. 4. [c.22]

ТРЕБОВАНИЯ К ОБРАБОТКЕ РЕЗАНИЕМ. Рабочий процесс обработки металлов резанием заключается в динамическом и кинематическом взаимодействии двух твердых тел — обрабатываемой заготовки и режущего инструмента. Поверхностный слой металла, срезаемый с обрабатываемой заготовки, подвергается интенсивному пластическому деформированию, в результате чего материал срезаемого слоя в частично или полностью разрушенном состоянии удаляется с заготовки в виде срезанной стружки. Во время протекания процесса резания непрерывно возникают новые поверхности на заготовке и на срезаемой стружке. [c.11]

Из всех известных методов формообразования, то есть методов изготовления изделия из различных материалов, обработка резанием занимает лидирующее положение по объему применения и разнообразию способов. При этом, согласно ГОСТ 3.109-82, под ней понимается обработка, заключающаяся в образовании новых поверхностей отделением поверхностных слоев материала с образованием стружки. Особо отмечается, что образование поверхностей сопровождается деформированием и разрушением поверхностных слоев материала. Таким образом, главным признаком процесса резания является наличие стружки, как деформированного и отделенного в результате обработки резанием поверхностного слоя материала заготовки [1]. [c.6]

Стружкообразоваиие и формирование поверхностного слоя детали являются единым процессом деформирования и разрушения материала при резании. [c.30]

Внешними наблюдениями за процессом стружкообразования установлено, что в бо.пьшинстве случаев обработки резанием стружка укорачивается, утолщается и становится шире срезаемого слоя ( усаживается , разбухает ). Это является внешним проявлением процесса деформирования при наличии больших пластических деформаций и связано с возникновением сложнонапряженного сосгояния материала, со спецификой его разрушения, изменением его текстуры, структуры и физикохимических свойств. Указанные коэффициенты представляют собой простые соотношения линейных размеров стружки [c.36]

При резании почти вся механическая энергия, затрачиваемая на деформирование, разрушение и трение, переходит в тепловую. Небольшая часть механической энергии (примерно от 0,5 до 3%) расходуется на виутрикристаллпческие преобразования (накапливается в виде потенциальной энергии искаженной решетки материала в зоне деформации). Тепловая энергия оказывает значите.чъное влияние на процесс деформирования при резании, на работоспособность режущей части инструмента и физические процессы, возникаюпще [c.40]

Представляет интерес непосредственное, прямое определение числа циклов, вызывающее разрушение поверхности при скольжении по ней индентора. Для этой цели нами был построен простой прибор— циклометр, представляющий собой валик, вращающийся вокруг своей оси, к которому прижат или один сферический индентор при нагрузке, обеспечивающей передеформирование материала без резания, или три индентора в последнем случае имеет место оттеснение как продольное, так и поперечное. Имеющаяся призма позволяет вести наблюдения за процессом деформирования поверхности. Интересно, что разрушение материала происходит не сразу. Вначале индентор пропахивает себе дорожку, затем он длительное время скользит по ней, не производя заметных изменений, и, наконец, на каком-то из циклов индентор начинает двигаться, как бы по бугристой поверхности, а затем почти сразу после этого материал отшелушивается с поверхности трения в виде отдельных чешуек сравнительно большого размера. [c.135]

Таким образом, процесс резания (стружкообразования), равно как любой процесс деформирования материального тела, представляет собой замкнутую динамическую систему [3]. Это означает, что он может бьггь устойчивым и неустойчивым. При устойчивом деформировании образуется так называемая сливная стружка. Неустойчивому соответствует формирование стружек надлома (хрупкое разрушение материала), элементной и суставчатой (вязкое полное или частичное разрушение стружки). Характерной особенностью деформирования при резании является образование нароста на режущем инструменте. Он возникает в зоне торможения деформирования и может бьггь устойчивым, т.е. сохраняться в процессе резания, или неустойчивым, периодически срывающимся. Нарост образуется [2] в области некоторых температур, границы изменения которых зависят от свойств обрабатываемого материала. [c.26]

Механизм процесса стружкообразования определяется закономерностями деформации и разрушения. Необходимым условием стружкообразования является доведение обрабатываемого материала по линии среза до разрушения, которое практически происходит после преодоления предела упругости без пластического деформирования. На рис. 2.1 приведена характерная для ВКПМ, например стеклопластиков, зависимость напряжение — деформация, которая носит линейный характер (у нее отсутствуют участки, соответствующие пластической деформации). Таким образом, характерным для процесса резания ВКПМ является то, что стружка образуется вследствие преодоления упругих деформаций. Обрабатываемый материал, упруго сжатый в момент резания, затем упруго восстанавливается. [c.21]

Кроме износа в процессе резания на поверхностях инструмента наблюдаются выкрашивание, сколы, местные сколы [5], пластическое деформирование и разрушение режущей части. Выкрашивание и сколы режущих кромок —следствие зарождения, развития трещин и хрупкого разрушения кромок обычно имеют место у твердосплавного инструмента, инструмента из минералокера-мики и сверхтвердых материалов. Выкрашивание происходит даже при малых толщинах среза, при низких и средних скоростях резания и в малой степени зависит от формы режущей части инструмента, а скалывание—при предельных толщинах среза. К хрупкому разрушению относятся также местные сколы вдоль задней поверхности, захватывающие участки передней поверхности в пределах зоны ее контакта со стружкой. Они наступают при относительно высоких скоростях резания и подачах на зуб, значительно меньших предельных подач и наблюдаются в основном при фрезеровании. Выкрашивание — внутриконтактный вид разрушения — сводится к отделению мелких частиц инструментального материала, проявляется в виде изломов и вырывов различной глубины на передней и задней поверхностях и связано с поверхностными дефектами, неоднородностью структуры, остаточными напряжениями инструментального материала. [c.20]

Физическая сущность формирования ПС с неоднородными свойствами обусловлена специфическими особенностями развития пластических деформаций и температур в зоне резания, их вероятностным характером из-за существенного влияршя случайных факторов. При пластической деформации формируются локальные очаги с повышенной плотностью дислокаций, которые являются потенциальными источниками зарождения трещин, неоднородно распределяемых в зоне разрушения. Случайный характер расположения зерен металла, направлений их кристаллографических плоскостей, распределения дефектов кристаллов и их скоплений, которые также могут служить источниками зарождения трещин или барьерами их распространения, усложняют картину физических процессов в зоне резания и формирования ПС. Поэтому даже при практически постоянных параметрах режимов резания и режущего инструмента характеристики микрорельефа обработанной поверхности, деформационного упрочнения (глубина и степень наклепа), напряженное состояние ПС будут случайными величинами. Положение точки раздела материала, уходящего со стружкой и деталью, ограничено положением очага разрушения возле режущей кромки, имеющей радиус округления. Чем больше очаг разрушения, тем выше вероятность того, что будут возрастать колебания толщины деформированного слоя и характеристик субструктуры упрочнения, т.е. формирование ПС детали с нестабильными свойствами. [c.110]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...