Пластическая деформация в срезаемом слое

В процессе резания металлов в результате затраченной работы возникает тепло. Основными источниками тепла при реза- нии пластичных металлов является работа 1) затрачиваемая на пластические деформации в срезаемом слое и в слоях, прилегаю- [c.98]

При обработке металлов резанием в результате затраченной работы на преодоление пластических деформаций в срезаемом слое, в поверхностных слоях обработанной поверхности и поверхности резания, а также работы на преодоление трения по передней и задней поверхностям резца возникает теплота. [c.89]

ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ В СРЕЗАЕМОМ СЛОЕ [c.552]

Температура, развиваемая в контактных слоях, есть результат превращения механической энергии деформирования в тепловую. Первые пластические деформации в срезаемом слое происходят до подхода материала к режущей кромке. В контактных слоях вдоль 28 [c.28]

Образование стружки скалывания происходит следующим образом (рис. 27). Резец под действием силы Р внедряется в металл и сжимает его, вызывая в нем упруго-пластические деформации. В срезаемом слое металла впереди резца возникают скалывающие напряжения. Когда эти напряжения превысят прочность металла, произойдет скалывание первого элемента стружки по плоскости скалывания АВ. При дальнейшем продвижении резца происходит образование следующих элементов стружки (обозначены номерами /, 2, 3. ..) аналогично предыдущим. Направление плоскости скалывания АВ составляет с направлением движения резца угол который называется углом скалывания. Этот угол несколько изменяется с изменением условий резания и главным образом с изменением угла резания 6. [c.36]

При внедрении режущего клина инструмента сначала происходит его упругий контакт с заготовкой, потом он переходит в пластический контакт смятие и, далее, при нормальных условиях резания, возникает преимущественное развитие пластической деформации в срезаемом слое, реализуемое за счет сдвига слоев металла относительно друг друга (рис.7.2). При обработке пластичных материалов резанием, конечно, пластически деформируется и определенный слой на обработанной поверхности, что приводит к повышению его твердости (наклеп) и возникновению остаточных (обычно растягивающих) напряжений. [c.72]

Повышение твердости в зоне деформации (упрочнение). Пластической деформации подвергаются срезаемый слой и слои основной массы металла. Глубина распространения пластической деформации от поверхности резания и обработанной поверхности зависит от ряда факторов и может достигать сотых долей миллиметра и даже нескольких миллиметров. [c.54]

Источником теплоты при резании металлов является работа, затрачиваемая 1) на пластические и упругие деформации в срезаемом слое и в слоях, прилегающих к обработанной поверхности и поверхности резания 2) на преодоление трения по передней и задней поверхностям резца. [c.65]

НАПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ СРЕЗАННОЙ СТРУЖКИ. Как было изложено в 6.7, пластическая деформация металла срезаемого слоя в процессе стружкообразования начинается и завершается в пределах относительно узкого пространства вдоль плоскости скалывания. В этом пространстве под действием сбалансированной системы сил, развиваемых движущимся лезвием резца, а также сопротивлением металла пластическому деформированию, происходит и завершается формирование текстуры деформированного материала в стружке. Образовавшаяся стружка, не подвергаясь далее действию каких-либо внешних сил, стремится сохранить то направление своего дальнейшего движения в пространстве, которое она получает в конечной стадии формирования. [c.93]

В процессе снятия стружки наблюдается тепловыделение в зоне резания. Источник теплоты — работа, затрачиваемая на пластические и упругие деформации в срезаемом слое и в прилегающих слоях, а также работа по преодолению трения по передней и задней поверхностям резца. [c.186]

При резании металлов затрачивается работа на пластические и упругие деформации в срезаемом слое и в слое, прилегающем к обработанной поверхности и поверхности резания, а также на преодоление трения по передней и задней поверхностям резца. Работа, затрачиваемая на пластические деформации, составляет около 80 % всей работы резания, а работа трения — около 20 %. Примерно 85—90 % всей работы резания превращается в тепловую энергию, которая поглощается стружкой — 50—86 %, резцом — 10— 40 %, обрабатываемой деталью — 3— 9 %, около 1 % теплоты излучается в окружающее пространство. [c.127]

Несмотря на то, что тип стружки зависит главным образом от физико-механических свойств обрабатываемого материала, при обработке даже одного материала, можно, изменяя факторы процесса резания, получить разные типы стружек. Внешний вид стружки дает определенное представление о протекании процесса резания, о деформациях в срезаемом слое. Например, получение сливной стружки вместо суставчатой при обработке пластичных материалов говорит о том, что процесс резания протекал более спокойно, с меньшим пластическим деформированием. Обработанная поверхность в этом случае менее шероховатая. Кроме указанных резко выраженных типов стружки, могут получиться и промежуточные виды стружек. [c.35]

Под действием режущего инструмента срезаемый слой подвергается сжатию. Процессы сжатия и растяжения сопровождаются упругими и пластическими деформациями. В растягиваемом образце до точки а возникают упругие (обратимые) деформации (рис. 25), затем наступает текучесть металла (участок ас), после чего происходят пластические (необратимые) деформации, заканчивающиеся разрушением (разрывом). [c.35]

Ввиду малости доли пластической деформации в общей деформации срезаемого слоя покрытия в процессе шлифования образуется стружка скалывания, которая ведет к увеличению шероховатости и пористости обработанной поверхности. [c.154]

Величина силы резания определяется путем перемещения частиц металла в срезаемом слое. Обычно этот путь зависит от угла наклона волокон текстуры / предварительно пластически деформированного металла, направления резания, переднего угла 7 режущего элемента и угла сдвига р. Из кинематического анализа схем резания можно определить относительную деформацию удлинения и истинный сдвиг при микрорезании по направлению и против направления текстуры обрабатываемого металла [c.226]

Толщина среза а и ширина среза Ь (фиг. 21) представляют собой не толщину и ширину срезанной стружки, а размеры до ее образования. Размеры же самой стружки (уже срезанного слоя металла) будут больше, особенно ее толщина. Это объясняется тем, что срезаемый слой подвергается пластической деформации, в результате чего стружка делается по длине короче того участка, с которого она [c.32]

По мере возрастания пластической деформации, повышаются напряжения в срезаемом слое, и когда последние достигают величины, превышающей предел прочности металла, происходит сдвиг (скалывание) и отделение частицы металла, или, как говорят, элемента стружки. Такое отделение происходит в направлении плоскости [c.25]

ПЛОСКОСТЬ СКАЛЫВАНИЯ. Существование прямолинейной границы распространения пластической деформации, визуально наблюдаемой на полированной боковой стороне бруска, представляет собой не только поверхностное явление. Деформация материала срезаемого слоя происходит и в глубине металла. Таким образом, объем металла, подвергающийся пластической деформации, ограничен с одной стороны передней поверхностью лезвия резца, а с другой стороны (в материале бруска) совокупностью параллельных граничных прямых, образующих граничную плоскость. Эту граничную плоскость, представляющую перемещающийся впереди лезвия фронт распространения пластической деформации, по которой периодически сдвигаются или скалываются х формировавшиеся элементы стружки, И. А. Тиме назвал плоскостью скалывания. [c.66]

СЛИВНАЯ СТРУЖКА. При резании пластичных металлов с большими скоростями резания резцами с большими передними углами и при срезании слоя металла средних и малых толщин пластическая деформация в пределах угла действия / протекает более равномерно и связанные с ней внутренние напряжения тоже распределяются более равномерно по всему деформируемому объему. Следовательно, отсутствуют условия для периодически повторяющихся через равные интервалы рабочего пути резца нарастаний напряжений, приводящих к образованию стружки скалывания. Материал срезаемого слоя подвергается равномерной пластической деформации на всем пути рабочего движения резца. Срезаемая стружка имеет вид непрерывной ленты, на верхней и обеих боковых сторонах которой видны следы пластической деформации в виде мелких заостренных вы- [c.67]

Я. Г. Усачев применил для этого металлографический анализ структурного состояния деформированного металла в зоне стружкообразования. Анализ показал, что под действием сил, развиваемых резцом, металл в момент пересечения перемещающейся впереди резца плоскостью скалывания очередного объема срезаемого слоя подвергается направленной пластической деформации. В результате происходит изменение внутреннего строения деформированного металла, которое в сформировавшейся стружке имеет слоистый характер. Возникающие вдоль направления взаимного скольжения микрообъемов металла касательные напряжения приводят к частичному разрушению металла по границам смежных слоев, что и предопределяет направление излома стружки по самому слабому сечению. [c.68]

СХОДСТВО СУХОГО ВНЕШНЕГО ТРЕНИЯ И РЕЗАНИЯ МЕТАЛЛОВ. Обработка металлов резанием ведется инструментами, лезвия которых срезают с обрабатываемых заготовок относительно тонкие слои металла. Обычно толщина срезаемого слоя находится в пределах 0,02... 0,8 мм и только в тяжелом машиностроении доходит до 1...2 мм. В срезаемом слое протекает пластическая деформация и формируется стружка с образованием новых поверхностей на стружке и заготовке. В то же время, как показывают исследования в области металловедения, свойства металлов в поверхностных слоях могут заметно отличаться от свойств металла, расположенного в глубине заготовки. Это подтверждают и эксперименты по резанию металлов, показывающие что степень деформации металла [c.70]

МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗОНЫ СТРУЖКООБРАЗОВАНИЯ. Первые металлографические исследования зоны стружкообразования были проведены в 1914—1915 гг. русским ученым Я. Г. Усачевым. По результатам этих исследований впервые были раскрыты внутренние изменения структурного строения металла в процессе образования стружки. Я. Г. Усачев уточнил и углубил первоначальные представления о стружкообразовании, сформулированные И. А. Тиме. Подтвердив существование границы распространения существенных пластических деформаций в металле срезаемого слоя, Я. Г. Усачев металлографическими исследованиями показал, что пластическая деформация внутри металла стружки происходит под углом 9 к плоскости скалывания, что приводит к образованию характерной текстуры стружки (см. 6.2). [c.75]

ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ, НАРОСТ, ОБРАЗОВАНИЕ НОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ. Для обработки металлов протягиванием полностью сохраняются все рассмотренные в гл. 6 закономерности распространения пластических деформаций в металле срезаемого слоя, возникновения новых поверхностей на срезанной стружке и обрабатываемой заготовке, образования нароста, частично выполняющего роль режущего лезвия. [c.253]

Внешняя картина процесса стружкообразования состоит в следующем. Резец под действием силы Р вдавливается в металл. В срезаемом слое возникают упругие деформации (рис. 273, а). При дальнейшем движении резца в металле возникают пластические деформации и создается сложное напряженное состояние металла (рис. 273, б). В момент, когда пластические деформации дойдут до своего предела, а напряжения превзойдут силы сцепления зерен металла, происходит скалывание элементарного объема металла 1 от основного металла по плоскости сдвига 00 (рис. 273, в). [c.404]

Процесс образования элемента стружки можно разделить на три этапа. На первом этапе происходит упругая и пластическая деформация будущий злемент стружки упрочняется в зоне стружкообразования. На втором этапе элемент стружки сдвигается по плоскости сдвига. Это происходит в тот момент, когда напряжение в срезаемом слое превышает сопротивление сдвигу. Третий этап заключается в дополнительной пластической деформации образовавшегося элемента стружки при его движении по передней поверхности инструмента. В зависимости от свойств обрабатываемого материала и условий резания образуются три вида стружек. [c.701]

При обработке металлов резанием деформации подвергается не только срезаемый слой, но и поверхностный, образовавшийся на детали после прохода резца. Под влиянием этих деформаций изменяются механические свойства поверхностного слоя увеличивается его твердость и уменьшается пластичность, т. е. он становится более хрупким. Такое изменение механических свойств в результате пластических деформаций в холодном состоянии называется упрочнением, или наклепом. [c.16]

По величине усадки стружки ориентировочно судят о величине пластической деформации, происшедшей в срезаемом слое. [c.47]

Наклеп металла. В процессе резания пластическая деформация происходит не только в срезаемом слое, но и в поверхностном слое основной массы металла. Пластическое деформирование вызывает изменение физических свойств металла повышает его твердость, снижает относительное удлинение и ударную вязкость. Зона упрочнения при резании показана на рис. 28. Наибольшее упрочнение получает металл стружки. Твердость стружки может стать выше твердости обрабатываемого материала в 1,5— 4 раза. [c.37]

В процессе резания пластическая деформация происходит не только в срезаемом слое, но и в поверхностном слое основной массы металла.. Глубина распространения деформации от поверхности резания и от обработанной поверхности зависит от ряда факторов и может достигать сотых долей миллиметра, а в отдельных случаях даже целых миллиметров. [c.50]

В результате пластической деформации и сдвигов в срезаемом слое стружка получается короче (/1), чем путь, пройденный резцом по обработанной поверхности /, поперечное сечение стружки, наоборот, будет больше, чем сечение срезаемого слоя (<21 > а). [c.61]

Изучение явлений пластической деформации в монокристаллах и в поликристаллических веществах должно служить основой для изучения деформаций срезаемого слоя при резании металлов, так [c.51]

ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА СТРУЖКООБРАЗОВАНИЯ И. А. ТИМЕ, Первые исследования закономерностей деформирования металла в процессе струж-кообразования были проведены профессором Санкт-Петербургского политехнического института И. А. Тиме и их результаты опубликованы в 1893 г. В качестве объекта исследования был взят свинцовый брусок прямоугольного сечения. Для облегчения наблюдений на гладко отполированной боковой стороне бруска через равные интервалы длиной I были нанесены керном метки (рис. 6.1). На строгальном станке с верхней грани бруска по всей ее ширине резцом, прямолинейное лезвие которого имело главный угол в плане ф = 90° и угол наклона лезвия X, = О, срезался слой толщиной а. Резание производилось с малой скоростью. На рис. 6.1, а-м схематически показан ряд последовательных положений, занимаемых резцом на пути его рабочего движения. Преодолевая сопротивление металла на пути своего перемещения, лезвие резца пластически деформирует и сдвигает металл в сторону от передней поверхности (рис. 6.1, б). О пределах распространения пластической деформации в срезаемом слое И. А. Тиме судил по потускнению полированной боковой стороны свинцового бруска. Визуальными наблюдениями было установлено, что распространение пластической деформации впереди движущегося лезвия резца ограничено движущейся синхронно с лезвием линией, образующей угол 6 с направлением движения [c.64]

Пластическая деформация в срезаемом слое и слое под обработанной поверхностью распространяется в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала н условий резания (рис. 31). Упругие деформации как обратимые ьосста-навливаются (рис. 32). Пластические деформации развиваются на основе касательных (сдвигающих) напряжений, но поверхность сдвига при стружкообразовании лишь условно может считаться единственной. В действительности же имеет место несколько поверхностей сдвигов, расположенных в некоторой части деформированной зоны (рис. 33). Степень пластической деформации, глубину ее распространения впереди инструмента и лод обработанной поверхностью можно с известным приближением характеризовать углом действия со (рис. 34), определяющим направление деформирующей силы К по отношению к направлению движения [54, 128]. Для упрощения силы N я Р перенесены к вершине резца. [c.42]

Поскольку условия резания пластмасс отличаются от условий деформирования при механических испытаниях, ряд авторов [27], [85], [88], [105] провели изучение характера стружкообразования при резании текстолита, гетинакса и различных стеклопластиков и показали, что в широком диапазоне режимов резания и геометрических параметров инструмента стружка образуется в виде отдельных элементов (стружка надлома) и что пластические деформации в срезаемом и подрезцовом слоях отсутствуют. Основная работа резания при этом направлена на преодоление трения и упругих деформаций. Увеличению трения, особенно по задней поверхности, способствует усиленное упругое восстановление обработанной поверхности (до 80%) [60], что не наблюдается при обработке металлов. Этим объясняется и тот факт, что при обработке пластмасс режущий инструмент изнашивается преимущественно по задней поверхности с сильным округлением режущей кромки. [c.10]

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]

Резание металлов - сложный процесс взаимодействия режущего инструмента и заготовки, сопровождающийся определенными физическими явлениями, например деформированием срезаемого слоя металла. Упрощенно процесс резания можно представить по следующей схеме. В начальный момент процесса резания, когда движущийся резец под действием силы резания Р (рис. 6.7) вдавливается в металл, в срезаемом слое возникают упругие деформации. При движении резца они, 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 [c.302]

Схема образования элементной стружки при свободном резании даиа на рис. 28. Под влиянием силы Р , приложенной к резцу, последний постепенно вдавливается в массу металла, сжимает его своей передней поверхностью и вызывает сначала упругие, а затем пластические деформации. По мере углубления резца растут напряжения в срезаемом слое, и когда они достигнут величины прочности данного метала, произойдет сдвиг (скалывание) первого элемента по плоскости сдвига АВ, составляющей с направлением перемещения резца (с обработанной поверхностью) угол рь Угол Pi называется углом сдвига (скалывания). [c.37]

Как установили Н. В. Талантов и Ю. М. Быков [78], пластические деформации в зонах стружкообразовапия сильно зависят от сопротивления сдвигу на участке пластического контакта. Именно на этом участке наиболее активно реализуются диффузионные процессы между инструментальным и обрабатываемым материалами, которые сильно влияют на сопротивляемость срезаемого слоя пластическому сдвигу. В частности, при активном насыщении локальных объемов обрабатываемого материала в зоне пластического контакта легирующими элементами из инструментального материала сопротивление сдвигу будет возрастать, что обязательно приведет к росту коэффициента деформации и сил резания. [c.99]

Головка резца представляет собой клин, который под действием приложенной к нему внешней силы Р вдавливается в металл и, срезая с него слой, превращает срезаемый слой в стружку (рис. 253). При этом имеют место деформации упругая, пластическая, а затем— разрушение. При обработке пластического металла (стали, меди, латуни и т. п.) наибольшее место занимает пластическая деформация. В процессе образования стружки на внешней стороне срезаемого слоя происходят следующие фазы стружкообразова-ния [c.393]

Характер и величина деформации зависят от физико-механи-ческих свойств обрабатываемого материала, режимов резания, геометрии инструмента, применяемых смазочно-охлаждающих жидкостей. При резации пластичных материалов наибольшее значение имеет пластическая деформация. Металлические материалы, являясь поликристаллическими телами с зернистой (полиэдрической) структурой (рис. 17),имея различные кристаллические решетки (рис. 18), по-разному пластически деформируются под действием инструмента по-разному происходят превращения в срезаемом слое (стружке) и под обработанной поверхностью. [c.34]

Сравнительная сложность уравнения (67) и наличие взаимных, в ряде случаев еще недостаточно исследованных связей между некоторыми величинами, входящими в него, не позволяют пока использовать формулу (67) для непосредственного расчета сил Рг+. Вместе с тем достоинством этой формулы является то, что она учитывает не ТОЛ1КО разупрочнение материала, возникающее при нагревании заготовки плазменной дугой, но также и термические напряжения, влияющие на состояние обрабатываемого материала и оказывающие воздействие на процесс стружкообразования, а значит, и на силы В связи с этим анализ формулы (67) позволяет определить направление влияния на того или иного фактора и таким образом выяснить целесообразные пути наладки процесса ПМО в различных случаях. Из формулы (68) следует, что нагрев при ПМО необходимо проводить по-разному для различных групп металлов. Разделим условно все металлы, подвергающиеся обра- ботке с нагревом плазменной дугой, на три группы. Первая из них включает материалы, предел текучести которых ав(0) существенно снижается уже при нагреве до 200...300°С. К этой группе можно отнести стали 22К, 12Х18Н9Т и аналогичные им, а также титановый сплав ВТЗ-1. Вторая группа включает большинство углеродистых и легированных сталей, интенсивное разупрочнение которых начинается с температур порядка 300...400°С. Наконец, третью группу составляют жаропрочные материалы, предел текучести которых 08(0) незначительно меняется до температур 600...700°С. Как уже отмечалось, начало появления пластических деформаций в заготовке зависит от предела текучести обрабатываемого материала при данной температуре. Поэтому для создания временных термических напряжений в материалах третьей группы потребуются более высокие температуры нагрева, чем для материалов первой и второй групп. Жаропрочные сплавы следует обрабатывать в условиях высокотемпературного плазменного нагрева, что подтверждается работами, выполненными в Грузинском политехническом институте, ИЭС им. Е. О. Патона, ЦНИИТМАШе. Исследователи получили яаилучшие результаты при точении заготовок из жаропрочных материалов, нагретых к моменту подхода в зону резания до 700... 900°С. Для достижения столь высоких температур предварительного подогрева применяли два плазмотрона, а также нагрев осциллирующей дугой, что обеспечивало необходимое накопление теплоты в срезаемом слое металла. Значительный разогрев металла вызы- [c.82]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...