Механизм образования стружки при свободном прямоугольном резании

Виды стружки

СТРУЖКООБРАЗОВАНИЕ ПРИ РЕЗАНИИ

Монокристаллические материалы

В последние годы в качестве инструментальных материалов находят применение синтетический корунд в виде рубина, а также монокристаллы бесцветного корунда, или лейкосапфиры.

Рубин представляет модификацию α-А1₂О_з с небольшими примесями хрома, а лейкосапфир ‑ синтетический монокристалл в виде α-модификации, который почти не содержит примесей. Последний имеет более высокие механические свойства, чем рубин, в силу чего и находит более широкое применение. Инструменты, изготовленные из монокристаллов корунда, рекомендуется использовать для тонкой обработки цветных металлов, сталей и чугунов.

Впервые классификацию стружки предложил Тиме: стружка сливная,

скалывания (суставчатая),

элементная

и надлома.

Стружка скалывания состоит из отдельных элементов. Поверхность стружки, контактирующая с передней поверхностью резца, гладкая. Она образуется в результате обработки сталей и других пластичных материалов при большой толщине срезаемого слоя, относительно низкой скорости резания и небольшом переднем угле лезвия. При уменьшении толщины среза, повышении скорости резания и увеличении переднего угла отдельные элементы стружки станут менее отчетливыми и будут сходить без зазубрин на ее внешней стороне (сливная стружка). Если увеличить толщину среза, уменьшить скорость резания и передний угол, отдельные элементы стружки будут менее связанными, т. е. образуется элементная стружка. Эти три вида стружки получаются при обработке пластичных материалов.

В случае обработки хрупких материалов при больших толщинах среза и больших передних углах происходит вырывание или откалывание крупных частиц неправильной формы. Получаемая при этом стружка называется стружкой надлома. Если увеличить скорость резания, при обработке чугуна образуется элементная стружка, а при очень высоких скоростях чугун дает сливную стружку, хотя по сравнению со стальной стружкой прочность ее низка.

Классификация Тиме не потеряла своего значения и в наше время, хотя и подверглась значительной конкретизации. Например, только при обработке стали известно свыше 30 разновидностей стружки.

Рассмотрим вопрос применительно к сливной стружке. Механизм образования сливной стружки исследовался экспериментально.

Режущий клин действует на срезаемый слой толщиной

на контактной площадке шириной

Зона 1, обозначенная

расположенная перед передней поверхностью инструмента, является зоной первичной деформации. Она имеет форму клина с вершиной, совпадающей с вершиной инструмента. Нижняя граница

этой зоны вогнута и пересекает продолжение поверхности резания. По длине она в 2-4 раза больше выпуклой верхней границы

указанной зоны. Обрабатываемая поверхность плавно сопрягается со свободной стороной стружки по линии

Правее линии

находятся зерна стружки, а левее линии

‑ недеформированные зерна материала срезаемого слоя. Зерно материала срезаемого слоя, перемещаясь относительно инструмента со скоростью

проходит по траектории своего движения – кривой

и сильно деформируется. Деформация зерна заканчивается в точке

и оно приобретает скорость

равную скорости стружки.

Многочисленными исследованиями установлено, что при резании с большими сечениями среза уширение стружки незначительно, поэтому можно считать, что деформированное состояние в зоне стружкообразования является плоским.

Поскольку существует трение между контактной поверхностью стружки и поверхностью инструмента, зерна стружки, находящиеся в непосредственной близости от контактной поверхности стружки, продолжают деформироваться и после выхода их из зоны первичной деформации. Так возникает зона 2 вторичной деформации стружки, ограниченная линией

Ширина этой зоны приблизительно равна половине ширины площадки контакта, а максимальная ее толщина составляет примерно десятую часть толщины стружки

Чем меньше силы трения, тем меньше размеры зоны 2 и деформация в ней зерен. При уменьшении

увеличении

и применении СОЖ с сильно выраженными смазочными свойствами зона 2 практически исчезает, в этом случае деформация зерен стружки по ее толщине остается практически одинаковой.

Зона первичной деформации по своей протяженности

соизмерима с толщиной срезаемого слоя только при малых значениях переднего угла, низких скоростях резания и больших толщинах срезаемого слоя. При реальных значениях указанных величин протяженность

зоны первичной деформации резко сокращается, а ее границы

и

сдвигаются, приближаясь к линии

Это позволяет считать, что деформации локализуются вблизи плоскости

Дата добавления: 2014-01-15