Пластическая деформация в зоне стружкообразования

Ультразвуковые колебания прикладываются к инструменту в осевом направлении подачи. В зависимости от кинематики движений заготовки относительно режущей кромки они могут быть продольными, крутильными и изгибными. Механизм воздействия ультразвука на процесс обработки заключается в снижении сопротивления обрабатываемого материала пластической деформации в зоне стружкообразования, снижении трения в контактных зонах и облегчении поступления смазочно-охлаждающих веществ (СОВ). [c.622]

Под режущим и пластифицирующим действием СОТС понимают способность технологической среды облегчать пластическое деформирование обрабатываемого материала и разрыв связей в нем при внедрении инструмента. Это действие позволяет обрабатывать с высокой производительностью труднообрабатываемые материалы и приводит к 1) повышению стойкости инструмента и облегчению процесса резания 2) снижению избыточной деформации стружки и изделия (облегчается развитие пластической деформации в зоне стружкообразования) 3) уменьшению сопротивления сдвигу или пластической деформации выступающих микронеровностей на поверхности контактирующих тел за счет локализации пластической деформации в тонком поверхностном слое обрабатываемого материала, выполняющего роль смазочного материала [c.886]

По горизонтали можно проследить влияние скорости резания и на характер изменения пластических деформаций в зоне стружкообразования, а по вертикали — влияние подачи 5. [c.78]

Такая высокая температура в сильной степени снижает твердость контактных слоев. При этом давление на передней поверхности не уменьшается, так как оно определяется сопротивлением пластической деформации в зоне стружкообразования, где влияние температуры незначительно. Поэтому при высоких режимах резания 16 [c.16]

Непрерывная или сливная стружка получается, когда обрабатываемый материал не подвергается разрушению при пластической деформации в зоне стружкообразования. [c.40]

Между твердостью и другими механическими характеристиками существует вполне определенная связь, поэтому по твердости стружки можно судить и о сопротивлении пластической деформации в зоне стружкообразования. [c.57]

С повышением скорости резания температура контактных слоев увеличивается, вследствие чего эти слои инструмента сильно разогреваются и размягчаются. Твердость и предел прочности контактных слоев инструмента могут уменьшиться в 5—10 раз и более. В то же время ввиду необычайно высоких скоростей деформации контактные слои обрабатываемого материала в разогретом состоянии оказывают значительное сопротивление пластической деформации. По этой причине касательные напряжения на передней поверхности инструмента и удельная сила трения сильно не снижаются. Обрабатываемый материал в зоне стружкообразования разогревается меньше, чем в контактных слоях. Нормальные напряжения на передней поверхности, в основном, определяются сопротивлением обрабатываемого материала пластической деформации в зоне стружкообразования, поэтому изменение скорости резания в широком диапазоне мало влияет на нормальные напряжения по передней поверхности. Все это приводит к тому, что увеличение скорости резания относительно мало изменяет напряжения, действующие на режущую кромку, тогда как сопротивление пластической деформации самой режущей кромки резко снижается и вероятность ее деформирования возрастает. [c.151]

Ш,, зону пластической деформации. ", Основным методом изуче- 1 ния пластической деформации в зоне стружкообразования является метод изучения кор- ней стружек. Корни стружек [c.8]

Так как величина и характер пластической деформации в зоне стружкообразования, а следовательно, и возникающие в ней напряжения отражают всю взаимосвязь факторов обработки, то определение усилий резания по формуле (10) "дает наиболее точные их значения. [c.13]

Уменьшение же эффекта с увеличением скорости резания объясняется тем, что при этом значительно сокращается толщина заторможенного слоя и его граница становится более стабильной, что приводит к уменьшению объема полостей вакуума, а следовательно, и к более затрудненному подводу жидкости к поверхностям контакта [9]. Затрудняется и развитие зоны предразрушения , равно как и условия облегчения пластического скольжения в зоне стружкообразования, так как при увеличении скорости резания микрощели не успевают достаточно развиться в глубину и покрыться адсорбционным слоем поверхностно активных молекул. Кроме того, при высоких скоростях резания под действием высоких давлений и температуры (значительно возрастающей с повышением скорости резания) возможен прорыв адсорбционной пленки в местах контакта и переход из области полусухого в область сухого трения. Уменьшение эффективности от применения жидкостей с увеличением скорости резания объясняется и тем, что процесс стружкообразования при высоких скоростях протекает и без того со значительно меньшими деформациями. Таким образом, начиная с некоторой (критической) скорости резания (чем меньше толщина среза, тем больше значение этой скорости, см. фиг. 88), можно уже не получить рассмотренных выше значительных эффектов от применения смазывающе-охлаждающей жидкости жидкость в этом случае будет оказывать, в основном, охлаждающее действие, которое наиболее сильно у водных растворов. [c.89]

Процесс стружкообразования при обработке отверстий небольших диаметров протекает в условиях высоких температур и нагрузок. В связи с этим в зоне резания металл претерпевает глубокие пластические деформации. Характер этих деформаций определяет явления, возникающие в процессе резания. Поэтому исходной информацией для изучения любого фактора процесса резания служат условия протекания пластической деформации в зоне резания. [c.5]

На второй стадии (а для припусков 1,9—2,9—3,9 мм уже на первой стадии) создаются условия для внедрения торца пуансона в заготовку. Это связано с наложением поля напряжений от распространяющегося фронта пластических деформаций, возникающих в зоне стружкообразования, на контактные напряжения в зоне заготовка—пуансон . При этом уменьшается скорость перемещения припуска относительно передней поверхности матрицы (часть срезаемого объема перемещается навстречу движению пуансона). [c.242]

Основные затраты энергии при резании идут на пластическую деформацию обрабатываемого металла выше поверхности среза. Установлено, что в зоне стружкообразования в процессе пластической деформации углеродистая сталь нагревается до температур, не превышающих 300 °С. Термический нагрев зоны до 800—1000 С увеличивает ее пластичность. При этом снижается усилие деформаций — усилие резания — и уменьшается объем металла, вовлеченного в упругопластическую деформацию при резании. [c.623]

Известно [33], что механизм образования продольных микронеровностей связан с процессом пластического деформирования обработанной поверхности вследствие распространения в ее сторону деформаций из зоны стружкообразования и трения между изделием и задней гранью инструмента. Как [c.113]

Явления пластической деформации при резании металлов. При внедрении режущей части инструмента в обрабатываемый материал образуется упруго- и пластически деформированный объем — зона опережающей деформации или зона стружкообразования, которая охватывает как срезаемый слой, так и часть материала под обработанной поверхностью. [c.515]

Таким образом, процесс образования элемента стружки можно разделить на три этапа. На первом этапе происходит упруго-пластическая деформация металла будущий элемент стружки упрочняется в зоне стружкообразования. [c.516]

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]

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]

После выхода из активной зоны деформированные элементарные объемы имеют вытянутую форму и одинаково ориентированы, в совокупности образуя типичное строение текстуры стружки. За пределами активной зоны прекращается дальнейшая пластическая деформация, связанная со стружкообразованием, за исключением незначительной дополнительной деформации изгиба, связанной с образованием стружки винтовой формы и ее ломания внешними силами. [c.81]

Передняя поверхность резца, осуществляя давление на металл, создает в ограниченной зоне впереди резца сложное упруго-напряженное состояние, переходящее затем в пластическую деформацию. Наибольшие пластические деформации возникают в зоне стружкообразования АБВ. Зона деформирования (стружкообразования) ограничивается линией АБ, вдоль которой происходят первые сдвиговые деформации, и линией АВ, вдоль которой происходят последние сдвиговые деформации. [c.403]

Величина угла сдвига р может служить мерой степени пластической деформации срезаемого слоя и зависит от условий резания. Он увеличивается с ростом сопротивления сдвигу обрабатываемого материала в зоне стружкообразования, переднего угла, скорости резания, толщины срезаемого слоя. С увеличением угла р степень пластической деформации уменьшается. [c.701]

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]

Стандартные механические характеристики обрабатываемого материала предел текучести на сдвиг, предел прочности, истинный предел прочности, твердость и др. не соответствуют условиям испытания заданного материала в процессе резания. Обычно скорость и величина дефор мации в зоне стружкообразования значительно больше, чем при стандартных методах испытания. Соответственно сопротивление пластической деформации материала в условиях резания отличается от стандартных характеристик. Ввиду того, что механические характеристики обрабатываемых материалов, полученные в условиях испытания соответствующих резанию, отсутствуют, важно хотя бы сугубо приближенно по стандартным характеристикам определить характеристики материала в зоне стружкообразования. Между твердостью, пределом текучести, пределом текучести на сдвиг существует однозначная связь. Достаточно иметь одну характеристику, чтобы получить другие. Для определения температурной зависимости механических характеристик материала в зоне стружкообразования можно применить несколько способов. [c.87]

Главным источником тепла при резании металлов является пластическая деформация срезаемого слоя в зоне стружкообразования и на контактных поверхностях. [c.273]

Строго говоря НДС в зоне стружкообразования имеет объемный трехмерный характер, особенно для сечений срезаемого слоя с соизмеримыми величинами глубины резания и подачи ( 5 ). Для прямых ( 5 ) и обратных ( 5 ) стружек можно говорить о плоской схеме пластической деформации, имеющей две разновидности плоское напряженное состояние (ПНС) и плоское деформированное состоя (НДС). В первом случае в направлении третьей главной оси нет нормального напряжения, но есть деформация, во втором есть нормальное напряжение, но нет деформации [13]. [c.70]

ТИХ и пластических деформаций (фиг. 5, а). На первом этапе стружкообразования в зоне пластического деформирования происходит изменение формы элементарного объема срезаемого слоя (фиг. 5, б) из параллелограмма в трапецию за счет [c.5]

Процессу стружкообразования, как взаимосвязанному процессу пластического деформирования и разрушения, присущ ряд специфических особенностей высокие значения действующих напряжений и их неоднородное распределение в деформируемой зоне высокая скорость деформации — 10 —10 с упрочнение металла и его разупрочнение в результате интенсивного тепловыделения в зоне обработки. [c.565]

Наиболее полную информацию для выявления общих закономерностей протекания пластических деформаций в зоне стружкообразования дают системные металлографические исследования (рис. 6.13). Обрабатываемым материалом в данном случае являлась углеродистая конструкционная сталь 45, а резание осуществлялось всухую резцами из быстрорежущей стали Р6М5 с передним углом у = 15°. [c.78]

Диспергирующее действие включает эффекты пластифицирования (пластификации) и адсорбционного понижения прочности (охрупчивания) металла. Относительно слабая поверхностно-активная среда обеспечивает пластифицирующее действие, вследствие которого пластическая деформация локализуется в тонком поверхностном слое материала, выполняющем при резании роль смазочного материала и препятствующем налипанию обрабатываемого материала на инструмент. Сильная поверхностно-активная среда производит "режущее" действие, охрупчивая металл заготовки. При проявлении диспергирующего действия наблюдается снижение избыточной деформации стружки и облегчается развитие пластической деформации в зоне стружкообразования, что уменьшает силу резания и теплосиловую напряженность процесса в целом. [c.53]

Таким образом, поверхностно активные смазывающе-охлаждаю-щие жидкости, способствуя уменьшению трения, образованию разрыхленной зоны предразрушения, повышению хрупкости в тонких слоях металла в зоне разрушения, облегчению пластического скольжения в зоне стружкообразования и облегчению пластического течения в тонких слоях металла при его отрыве от задней поверхности резца, облегчают стружкообразование и уменьшают общую деформацию при резании (что наглядно проявляется в снижении усадки стружки, в уменьшении сил, действующих при резании, в улучшении чистоты обработанной поверхности, а также в уменьшении расхода ющнодти, затрачиваемой ш резание, н в сниженад интенсивности. [c.88]

Сложное упругонапряженное состояние металла приводит к пластической деформации, а рост ее — к сдвиговым деформациям, т. е. к смещению частей кристаллов относительно друг друга. Сдвиговые деформации происходят в зоне стружкообразования AB , причем деформации начинаются по плоскости АВ и заканчиваются по плоскости АС, в которой завершается разрушение кристаллов, т. е. скалывается элементарный объем металла и образуется стружка. Далее процесс повторяется и образуется следующий элемент стружки. [c.261]

Это свойство используется для определения степени пластической деформации обрабатываемого металла в зоне стружкообразования. На рис. 6.6 схематически показана зона резания, где точками отмечены места измерения микротвердости, а цифрами — ее количественные значения в гигапаскалях. Исходному [c.69]

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]

Высокая степень пластической деформации срезаемого слоя при обработке упрочняюш,ихся металлов сильно повышает сопротивление деформации. Поэтому определение напряжений сдвига в зоне стружкообразования представляет самостоятельную задачу. [c.56]

Приведенные факты указывают на то, что при резании закаленных материалов в зоне стружкообразования имеет место отпуск и снижение сопротивления пластической деформации, в противном случае режущая кромка инструмента из твердого сплава не может быть формоустойчивой. К примеру, в табл. 45 сведены значения твердости закаленной стали ХВГ при различных температурах. [c.159]

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]

На рис 2.10 показаны предложенные различными авторами схемы полей скольжения при свободном ортогональном резании. Первая серьезная попытка построить такого рода поле скольжения в зоне стружкообразования принадлежит Н.Н.Зореву [9] (см. рис.2.10.а). К сожалению, правильно отражая картину пластических деформаций, наблюдаемых на микрофотографиях корней стружки, эта схема не поддается обсчету из-за некоторого произвола в проведении линий скольжения. Другие схемы (например, б-г.) позволяют рассчитать напряжения в пластической зопе, по отдают предпочтение либо области так называемых первичных деформаций, прилегающей к свободной поверхности срезаемого слоя и стружки, либо области, окружающей лезвие. Поэтому вопрос разработки схемы полей скольжения в пластической зопе, правильно отражающей результаты экспериментов и в то же время поддающейся расчету, остается открытым. [c.54]

Механическая работа, затрачиваемая на пластическую деформацию и разрушение металла в процессе стружкообразования и образования новой поверхности, а также работа сил трения по передней и задним поверхностям инструмента почти полностью превращается в теплоту. Теплота, выделяемая в зоне резания, нагревает стружку, обрабатываемую заготовку и режущий инструмент, в которых образуются температурные поля. Наибольшая температура, возникающая в процессе резания, не должна превышать темпера-туростойкости инструментального материала. [c.72]

При скоростях резания 1. .. 2 м/мин углеродистых конструкционных сталей образуется стружка скалывания (элементная стружка). Она легко отделяется при малом тепловыделении и без заметной пластической деформации обработанной поверхности. Микронеровности незначительны, а форма их впадин близка к форме вершины резца. При увеличении скорости резания до 20. .. 30 м/мин изменяется характер стружкообразования и шероховатость поверхности возрастает. Рост скорости резания сопровождается повышением температуры в зоне резания и значительным давлением (несколько тысяч гягапаскалей). Это давление вызывает пластическое течение как в отделяемом металле, так и в заготовке выше и ниже линии реза (рис. 2.10). [c.49]

Принимая во внимание, что срезанная стружка пластически деформирована по всей ее толщине и что пластическая деформация распространяется также в глубину от обработанной поверхности и от поверхности резания, общую зону распространения пластической деформации при стружкообразовании можно очертить границей beef (см. фиг. 32) [c.45]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...