Пружні і пластичні деформації в процесі різання

Процес стружкоутворення є одним з складних фізико-механічних процесів, при якому виникають пружні і пластичні деформації; цей процес супроводжується великим тертям, тепловиділенням, нарістоутворенням, завивкою і усадкою стружки, підвищенням твердості шарів металу, що деформуються, і зносом ріжучого інструменту.

В процесі різання у стружці і в окремих її елементах відбувається стиснення частинок металу і складний процес деформації. В результаті пластичної деформації довжина знятої стружки виявляється коротшою за довжину шляху, пройденого різцем (рисунок 2.10). Явище укорочення стружки по її довжині називається подовжньою усадкою стружки, характеристикою якої є коефіцієнт усадки. Цим коефіцієнтом є відношення довжини шляху різця по поверхні різання до довжини стружки, що зрізується:

(2.10)

де L₀—довжина шляху, пройденого різцем по поверхні різання; L — довжина стружки, що зрізується.

Рисунок 2.10 – Усадка стружки

Коефіцієнт усадки стружки є показником пластичної деформації оброблюваного металу в процесі різання. Цей коефіцієнт завжди більше одиниці і може при значних деформаціях досягати значення 3—6 і навіть більше. На величину усадки стружки впливають механічні властивості оброблюваного металу, геометричні елементи ріжучої частини різця, швидкість різання, подача і охолоджування. При обробці пластичних металів спостерігається велика усадка, чим на металах крихких, малопластичних.

При обробці в'язких металів на передній поверхні різця поблизу ріжучої кромки затримується шар металу, який приварюється до різця під дією високої температури і тиску. Цим шаром металу є наріст. Явище наросту вперше було досліджене Я. Г. Усачовим, який встановив, що наростом є явище застою металу на передній поверхні різця під час деформації металу.

Рисунок 2.8 – Явище наростоутворення

Наріст змінює форму передньої поверхні різця, оберігає ріжучу кромку від безпосереднього зіткнення із стружкою, погіршує чистоту обробленої поверхні і змінює умови різання. Утворення наросту залежить від властивостей оброблюваного металу, виду обробки, режимів різання, геометрії інструменту і охолоджування. Головним чином наростоутворення виникає під час обробки в'язких металів при безперервному різанні.

Оброблюваний матеріал в процесі різання піддається пластичній деформації. Цій деформації піддається не тільки шар, що зрізується, але і зовнішній шар обробленої поверхні. Пластичні деформації розповсюджуються як попереду різця, так і за різцем, під обробленою поверхнею. Прояв пластичної деформації металу під обробленою поверхнею називається зміцненням (наклепанням). На ступінь і глибину зміцнення впливають в основному наступні чинники: оброблюваний матеріал, глибина різання, подача, швидкість різання, кут різання, радіус скруглення ріжучої кромки різця і знос інструменту. Метали більш м'якші і пластичні дають більше зміцнення. Чавун і інші крихкі метали володіють значно меншою здібністю до зміцнення, чим сталь. Із збільшенням подачі, глибини різання, кута різання і радіусу округлення ріжучої кромки інструменту інтенсивність зміцнення підвищується. Збільшення швидкості різання дає зменшення величини зміцнення. Застосування змащувально-охолоджувальної рідини зменшує інтенсивність зміцнення, а відпал і нормалізація обробленої деталі знижують зміцнення. Явища зміцнення спостерігаються при всіх видах механічної обробки, включаючи і шліфування.

Питання для перевірки знань

1. Які види стружки утворюються при обробці різних матеріалів? (*)

2. Розкажіть про явище усадки стружки? Від чого залежить величина усадки? (**)

3. Як виникає наріст при обробці різцем? Що таке наклепання при механічній обробці? (**)

4. Які сили діють на різець в процесі обробки? (*)

5. Співвідношення між силами при подовжньому точінні прохідним різцем. (**)

6. Як визначається потужність під час точіння? (**)

Поиск по сайту: