Резание Деформации пластические и стружкообразован

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]

Процесс резания (стружкообразования) является одним из сложных физических процессов, при котором имеют место упругие и пластические деформации, этот процесс сопровождается большим трением, тепловыделением, наростообразованием, завиванием и усадкой стружки, упрочнением и износом режущего инструмента. Вскрыть физическую сущность процесса резания и установить причины и закономерности явлений, которыми он сопровождается, — основная задача науки о резании металлов. Правильное и полное решение этой задачи дает возможность рационально управлять процессом резания и делать его более производительным, качественным и экономичным. [c.39]

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]

Как и при точении, в процессе стружкообразования при строгании имеют место упругие и пластические деформации как и при точении, процесс строгания сопровождается трением, тепловыделением, упрочнением, наростообразованием и износом режущего инструмента. Типы стружек, получаемых при строгании, аналогичны типам стружек, образующимся при точении. Однако процесс резания при строгании имеет и некоторые особенности. [c.255]

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

ИСТОЧНИКИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ силы РЕЗАНИЯ. Источниками препятствий рабочему движению лезвий являются а) сопротивление обрабатываемых материалов пластической деформации стружкообразования б) сопротивление пластически деформированных металлов разрущению в местах возникновения новых поверхностей в) сопротивление срезаемой стружки дополнительной деформации изгиба и ломанию г) силы трения на лезвии и других трущихся поверхностях рабочей части инструмента. Силу резания принято обозначать буквой Р латинского алфавита и выражать в ньютонах (Н) или килоньютонах (кН). [c.95]

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]

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]

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]

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]

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]

Так как усадка стружки—результат пластической деформации при резании металлов, то она является внешним выражением этой деформации и до некоторой степени характеризует условия протекания процесса резания, давая возможность выяснить влияние различных факторов на протекание этого процесса и объяснить ряд явлений, сопутствующих стружкообразованию. [c.57]

Коэффициент усадки стружки является некоторой количественной оценкой степени пластической деформации при резании металлов, а потому чем меньше усадка стружки, тем с меньшими пластическими деформациями протекает процесс резания и более благоприятны условия для стружкообразования и меньше удельный расход мощности (работы) на обработку данной заготовки. [c.50]

Угол действия со оказывает значительное непосредственное воздействие на процесс стружкообразования [30]. Физический смысл воздействия заключается в том, что изменение угла (О характеризует изменение напряженного и деформированного состояний зоны стружкообразования. Уменьшение угла ш означает поворот вектора силы стружкообразования и пластической зоны по часовой стрелке и увеличение угла сдвига фу (см. рис. 44, 45), в результате уменьшается деформация материала, усадка стружки, сила резания и т. д. Таким образом, предварительное упрочнение обрабатываемого материала, вызывая уменьшение угла действия со, облегчает процесс стружкообразования. [c.79]

Стружка представляет собой длинные нити равномерной толшины. У стружки нет явно выраженного изменения площади поперечного сечения, нет отчетливых корней и вершин, как при шлифовании кругом. Меньше следы пластической деформации. Резание происходит в лучших условиях еще благодаря тому, что большая зона контакта нагрета равномерно до значительных, но невысоких температур это облегчает условия стружкообразования и не вызывает структурных и фазовых превращений. [c.54]

Образование текстуры поверхностного слоя при шлифовании объясняется поворотом и скольжением отдельных поликристаллов по кристаллографическим плоскостям с наибольшей плотностью упаковки атомов. Беспорядочно ориентированные кристаллы под действием абразивных зерен поворачиваются осями наибольшей прочности вдоль направления деформации. Металл вдоль и поперек зерна получает различные свойства. Плоскости скольжения, возникающие вследствие необратимого перемещения атомов, разбивают зерно металла на ряд пластин, которые в процессе резания поворачиваются в определенном направлении по отношению к вектору резания и вытягиваются. При больших скоростях резания, характерных для шлифования, зона стружкообразования, заключенная между плоскостями сдвига и скалывания, сужается, и можно считать, что пластические деформации протекают по одной плоскости. Поверхностный слой, деформированный в зоне резания, подвергается дополнительной деформации вследствие трения и упругого последействия обработанной поверхности. В тонком поверхностном слое заготовок образуются большие остаточные напряжения, которые изменяют величину скалывающих и нормальных напряжений в плоскостях сдвигов и тем самым влияют на эффективность резания. [c.227]

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]

Если рассматривать процесс стружкообразования на небольшом участке режущей кромки, то он подчиняется тем же закономерностям и сопровождается теми же явлениями, что и при точении. Упругие и пластические деформации, тепловыделение, наростообразование, упрочнение, износ инструмента здесь возникают по тем же причинам, что и при точении. Так, при скоростном сверлении малоуглеродистой стали [77] упрочнение обработанной поверхности распространяется на глубину до 0,3 мм, причем с увеличением подачи упрочнение (деформация) возрастает, а с увеличением скорости резания — уменьшается. [c.279]

Процесс стружкообразования при зенкеровании сопровождается теми же явлениями, как и при всяком другом виде обработки резанием. Здесь также имеют место упругие и пластические деформации, тепловыделение, упрочнение, наростообразование, износ инструмента. [c.310]

В более поздних работах по исследованию пластической деформации стружкообразования, проваленных советскими исследователями, вместо термина угол скалывания получил распространение термин угол сдвига . Было также обнаружено, что угол действия ф и угол скалывания 0 (угол сдвига) в зависимости от механических свойств обрабатываемого металла, угловых параметров инструментов и режимов резания изменяются в больших пределах, чем указывал И. А. Тиме. [c.66]

СТРУЖКООБРАЗОВАНИЕ ХРУПКИХ МЕТАЛЛОВ, к хрупким металлам относятся бронзы и чугуны. Как было изложено в 6.2, при резании бронз и чугунов срезаемый слой этих металлов превращается в стружку надлома, которая представляет собой слабо связанные мелкие частицы обрабатываемого металла самых различных форм и размеров. Бронзы обладают несколько большей пластичностью, чем чугуны, и это проявляется в том, что в отдельных элементах стружка надлома имеет текстуру, являющуюся результатом пластических деформаций. [c.80]

Первое систематическое изучение процесса резания было предпринято Коквилхэтом в 1851 г., который исследовал работу, требующуюся для высверливания отверстий в железе, бронзе, камне и других материалах. Французский исследователь Джоссель в 1864 г. сделал сообщение о влиянии геометрии резца на силу резания. В 1870 г. русский ученый И. А. Тиме впервые рассмотрел процесс деформации металла при стружкообразовании. Он считал, что стружка образуется в результате сдвига по плоскости, проходящей через вершину резца, причем сдвиг происходит не в результате пластической деформации, а вследствие хрупкого разрушения. [c.9]

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВНЕШНИЙ ВИД СТРУЖКИ. В предыдущем параграфе было показано, что пластические свойства металла проявля- ются в разной мере в зависимости от давления и скорости скольжения друг по другу поверхностей взаимодействующих материалов. Существенное влияние на протекание пластической деформации стружкообразования оказывают также химический состав и механические свойства обрабатываемого металла, толщина срезаемого слоя, значение переднего угла, определяющего положение передней поверхности. Эти и другие, менее активно действующие факторы определяют конкретное проявление пластической деформации и внешний вид срезаемой стружки. Весьма важно, что стружкообразование не является стабильным процессом. С изменением конкретных условий резания процесс образования и внешний вид срезаемой стружки существенно изменяются. [c.72]

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]

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]

Физический механизм резания с ОПД, обеспечивающий снятие материала срезаемого слоя, состоит в совмещении двух процессов -опережающего пластического деформирования и непосредственно процесса резания. При этом методе обработки к началу воздействия режущего инструмента на материал срезаемого слоя часть работы, затрачиваемой на пластические деформации в процессе стружкообразования при обычном резании, предварительно уже вьшолняется дополнительным устройством. Следовательно, в процессе резания с опережающим пластическим деформированием режущим инструментсгм совершается не вся работа, а только ее часть. Это обеспечивает снижение силы и температуры резания, а следовательно, повьпиает стойкость инструмента и производительность обработки. [c.348]

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]

Все это вызывает более тяжелые, по сравнению с точением, условия процесса стружкообразования при сверлении, большие деформации срезаемого слоя, увеличенное тепловыделение и повышенный нагрев сверла. Процесс стружкообразования на небольшом участке режущей кромки подчиняется тем же закономерностям и сопровождается теми же явлениями, что и при точении упругие и пластические деформации, тепловыделение, наросто-образование, упрочнение, износ инструмента здесь возникают по тем же причинам. Как и при точении, на температуру резания при сверлении скорость резания оказывает большее влияние, чем подача. При сверлении сталей образуется в основном сливная стружка, а при обработке чугунов — стружка надлома. [c.194]

Процесс стружкообразования, особенно непрерывный, является процессом пластического сдвига. В работах Пииспанена, Эрнста и Мерчанта представлена модель зоны деформаций металла при резании, показанная на рис. 2.15, а В соответствии с этой моделью предполагается, что стружкообразование происходит в результате простого сдвига по плоскости, проходящей от вершины резца к некоторой точке, лежащей на свободной поверхности обрабатываемой заготовки. По обе стороны от этой плоскости пластическая деформация отсутствует. [c.27]

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]

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]

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]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...