Вопрос 1. Физические и тепловые явления при резании

Резание материалов представляет собой сложный процесс, со­провождающийся многими внутренними и внешними явлениями, и если резанию подвергаются металлы и металлические сплавы, то имеют место три стадии деформации срезаемого слоя: упру­гая, пластическая и разрушение.

Характер и величина деформации зависят от физико-механи­ческих свойств обрабатываемого материала, режимов резания, геометрии инструмента, применяемых смазочно-охлаждающих жидкостей. При резании пластичных материалов наибольшее значение имеет пластическая деформация.

Пластические деформа­ции при резании протекают в сложных усло­виях, им сопутствуют высокие температуры, причем тепло неравномерно распределяется по деформируемому объему, процесс совершается зачастую при значительных скоростях резания и больших удельных давлениях.

Различные физические явления, сопутствующие деформа­ции срезаемого слоя металлических мате­риалов, находятся в следующей взаимозави­симости:

1. Характер получающихся стружек, их усадка, завивание, упрочнение.

2. Выделение тепла, действующего на инструмент, срезаемый слой, на обработанную поверхность и прилегающий к ней верх­ний слой материала изделия.

3. Образование нароста.

4. Упрочнение поверхностного слоя обработанной детали (на­клеп), возникновение остаточных напряжений, явление отдыха (разупрочнение и рекристаллизация).

5. Трение стружки о переднюю поверхность инструмента и трение задней поверхности инструмента о поверхность резания.

6. Возникновение вибраций (вынужденных колебаний и авто­колебаний).

При резании почти вся механическая энергия деформации и трения переходит в тепло. Тепло оказывает влияние на износостойкость инструмента, на качество поверхности детали, на процесс трения и наростообразования, изменяет физико-механическое и структурное состояние материала в зоне резания. Общее количество тепла приближенно определяется по формуле:

где А – работа деформаций и трения.

Тепловые потоки быстро распространяются в деталь, инструмент, стружку и окружающую среду.

При резании конструкционных сталей наибольшее количество тепла уходит со стружкой. В процессе шлифования почти все тепло уходит в деталь и окружающую среду.

Подача и глубина резания оказывают меньшее влияние на изменение температуры резания, чем скорость резания. С увеличением подачи усиливается теплоотвод от контактных поверхностей в тело резца и стружку, а с увеличением глубины резания пропорционально увеличивается длина активной части режущей кромки резца и усиливается теплоотвод от поверхностей трения в тело инструмента.

Поиск по сайту: