Влияние условий резания на вид и усадку стружки.

Наибольшее влияние на деформацию стружки оказывают:

1. Прочностные свойства обрабатываемого материала и его структурное состояние;

Вид стружки, главным образом, зависит от твердости и предела прочности обрабатываемого материала. В зависимости от этих факторов различают сливную стружку, стружку скалывания и стружку надлома. Стружки скалывания образуются при обработке пластичных материалов и характеризуются наличием более или менее прочной связи между элементами сдвига. Стружки надлома образуются при резании твердых, хрупких материалов и представляют собой наборы элементов скалывания (частиц) произвольной формы с размерами от 0,05 до 2 - 3мм. Виды стружек, полученных при точении различных материалов, показаны на рис. 2.6.-2.9.

Рисунок 2.6. Линии текстуры стальной сливной стружки (´ 70)

Рисунок 2.7. Боковая поверхность стальной стружки.

Установлено, что при резании мягких металлов, (s _в<300-400 МПа) стружка отделяется сплошной спиральной лентой; такая стружка называется сливной (рис.2.10, а). Центр давления сливной стружки расположен на некотором удалении от режущей кромки, а коэффициент усадки достигает значении К _у=3-4.

Рис. 2.10 Виды стружек: а) сливная; б) скалывания; в) надлома.

При обработке материалов средней твердости с пределом прочности s _в» 600 МПа получается суставчатая стружка, в которой элементы сдвига выражены четко, но связаны друг с другом слабее, чем в сливной стружке. Такие материалы деформируются меньше, чем мягкие (К _у=2-3).Такая стружка называется стружкой скалывания. Центр давления стружки смещается при обработке ближе к режущей кромке, что ухудшает условия распределения напряжений, отвода тепла и интенсифицирует износ инструмента (рис. 2.10, б).

Еще больше возрастает концентрация напряжений при механической обработке высокопрочных конструкционных, термически обработанных сталей (s _в=700-1000 МПа). При обработке этих материалов образуется стружка в виде небольших сегментов или завитков, в каждом из которых содержится прочно связанные, тонкие элементы сдвига. Это стружка надлома. Коэффициент усадки стружки не превышает К_у=1,1-1,5. Концентрация деформаций порождает концентрацию напряжений и температур у лезвия резца. Центры давления и высоких температур располагаются близко к вершине резца.

Образование стружки при обработке весьма твердых, хрупких материалов изучены значительно меньше, чем пластичных. Основная причина, по- видимому, состоит в том, что разрушение срезаемого слоя хрупкого материала и образования частиц стружки - сложные, стохастические процессы, методология прогноза которых практически не разработана даже для сравнительно простых систем и случаев нагружения.

Микроскопическими анализами установлено, что размеры частиц стружки могут изменяться от 0,1 до 2мм в соответствии с законом нормального распределения. Наибольшее количество частиц (30-40%) имеют размер d=0,63-1мм. Увеличение скорости резания в 10 раз не вызывает существенных изменений в размерном составе стружки. В большинстве своем, частицы имеют осколочную форму с очень сложным рельефом поверхности. Траектория движения разрушающей трещины определяется структурным состоянием срезаемого слоя и фактическим распределением по объему областей пониженного сопротивления деформаций и разрушению - пор, включений, межфазных и межзеренных границ. Поверхность частиц стружки чугуна содержит участки хрупкого и вязкого разрушения, соотношение площадей которых уменьшается с ростом скорости резания. Зоны хрупкого транскристаллитного разрушения образуются путем микро сколов в плоскостях с наименьшими индексами типа {100}. Зоны вязкого разрушения имеют волокнистое строение и содержат следы пластического течения, которое реализуется по сдвиговому механизму. Отсюда следует, что образование стружки при механической обработке хрупких материалов зависит от демпфирующих свойств дислокационной структуры при поверхностных слоев.

Микротрещины пронизывают ферритную фазу и проходят по межфазным границам с зонами хрупкого разрушения. Они возникают в процессе образования частицы стружки вследствие различий коэффициента теплового расширения, прочности и сопротивления деформации материалов включений и матрицы. Образование трещин сопровождается выделением энергии и последующей релаксацией напряжений.

В настоящее время необходимость исследований образования стружки при обработке хрупких материалов существенно увеличивается во-первых, потому, что общеизвестные хрупкие материалы (чугуны, бронзы, некоторые сплавы алюминия и других металлов) - по применяемости в машиностроении не уступают пластичным. Во-вторых, к хрупким материалам вплотную примыкают по свойствам такие классы новых материалов, как спеченные и композиционные материалы, металлические стекла, пластмассы, частично или полностью аморфизованные соединения.

Изменения переднего угла так же оказывают существенное влияние на величину и направление составляющих усилия резания, угол сдвига Ф и усадку стружки. При одинаковой скорости усадка при угле 90⁰ вдвое больше, чем при угле 60⁰. Вследствие этого и сила резания при угле 90⁰ также возрастает.

Главный угол в плане j влияет на условия образования стружки, что с увеличением j толщина среза возрастает, тогда, как ширина среза уменьшается.

В связи с этим изменяется положение центра давления стружки (рис.) и условия отвода тепла. При малых значениях j получаются широкие, тонкие стружки, возрастает площадь контакта стружки с инструментом и отвод тепла из зоны резания происходит более интенсивно (чем при больших значениях j).

Углы a и l на условия образования стружки не оказывают заметного влияния.

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: