Процесс резания и образования стружки

Образование стружки является сложным процессом деформации металла режущим инструментом, который, внедряясь в металл, вызывает все виды деформации (упругую, пластическую и разрушение). Это явление исследовал впервые проф. И. А. Тиме.

При обработке пласти­ческих металлов (рис. 1) в начальный момент резец под действием силы Р внед­ряется в металл и в сре­заемом слое возникают уп­ругие деформации.

При дальнейшем движении рез­ца в металле происходят пластические деформации и постепенно увеличиваются напряжения сжатия. В момент, когда пластические деформации дойдут до предела, а напряжения превзойдут предел прочности металла, происхо­дит отделение (скалывание) элемента стружки от ос­новного металла. При дальнейшем движении резца таким же образом отделяются второй и последующие элементы стрижки.

Стружка – деформированный и отделенный в результате обработки резанием поверхностный слой материала заготовки.

Плоскость 00, в которой происходит скалывание элементов, называется плоскостью скалывания.

Угол, образованный плоскостью скалывания и обрабатываемой поверхностью, называется углом скалывания q. Величина угла скалывания зависит от свойств материала, геометрии инструмента, режима резания и колеблется в пределах от 145 до 155^о.

Исследованиями Я. Г. Усачева уста­новлено, что элементы стружки после их отделения от основного металла подвергаются дополнительной дефор­мации и в них происходит скольжение мономолекуляр­ных слоев металла по плоскостям 0₁0₁, которые назы­ваются плоскостями сдвига. Благодаря этому прочность металла в стружке меньше по плоскостям сдвига, чем по плоскостям скалывания.

Угол между плоскостями скалывания и сдвига называется углом сдвига b (для пластичных металлов b≈30°, для хрупких b≈0°).

При резании металлов деформация распространяется за пределы плоскости скалывания и в глубь металла, в результате этого возникает упрочнение (наклеп) ме­талла обработанной поверхности, появляются остаточные напряжения. Глубина наклепа и значение остаточных напряжений зависят от физико-механических свойств металла, режимов резания и геометрии инструмента. Твердость наклепанного слоя примерно в 1,5 раза выше твердости исходного материала. Глубина этого слоя небольшая, 0,1…0,3 мм.

Степень пластической де­формации металла при ре­зании характеризуется усад­кой стружки.

Длина струж­ки L всегда короче пути L_o, пройденного резцом, а тол­щина стружки а больше тол­щины срезаемого слоя a_o.

Изменения размеров срезаемого слоя после превраще­ния его в стружку называют усадкой и определяют от­ношением

Значения К колеблются от 1 (для хрупких металлов, у которых пластическая деформация практически отсутствует) до 8 (для очень вязких ме­таллов),

В зависимости от физико-механических свойств обрабатываемых металлов и условий резания И. А. Тиме подразделил образующиеся стружки на сливную, скалы­вания и надлома.

Сливная стружка (рис.2, а) образуется при обработке пластичных металлов с повышенными скоростями, малой толщиной срезаемого слоя и большими передними углами у инструмента. Она имеет вид сплошной ленты, и отдельные элементы ее прочно связаны друг с другом. Эта стружка опасна для рабочего.

Стружка скалывания (рис.2, б) образуется при обработке ме­таллов повышенной твердости с (небольшими скоростя­ми резания, с малыми передними углами у инструмента и большой толщиной срезаемого слоя. Эта самая безопасная стружка, она состоит из отдельных элементов, соединенных в одно полукольцо, легко ломающееся на составные элементы.

Стружка надлома (рис.2, в) образуется при обработке твердых и непластичных материалов (чугун, бронза, некоторые неметаллические «материалы) и состоит из отдельных элементов неопределенной формы, не связанных между собой. Эта стружка легко проникает во все зазоры между частями станка и затрудняет его уборку. Отдельные элементы стружки легко травмируют руки рабочего, особенно опасно попадание этой стружки в глаза.

Познавательные статьи:



Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте