Основы учения о резании

В результате упругопластической деформации металла процесс происходит под воздействием режущего инструмента, образующего новые поверхности, т.к. качество обработанной поверхности при заданных условиях зависит от характера упругопластической деформации, то срезаемый слой изнашивает резец и в учении о резании металлов возникают две проблемы:

1) упругопластическая деформация металла при резании;

2) износ и стойкость режущего инструмента.

Основы резания остаются постоянными вне зависимости от способа реза (резец, сверло, фреза и т.д.) изменяются лишь условия обработки. При образовании стружки (рис. 6) резец- 1 перемещаемый в направлении стрелки б. Передней поверхностью- 2 сминает и скалывает частицы металла, лежащие выше плоскости АВ. Причем образующаяся стружка- 3, состоит из нескольких элементов. В начале режущий инструмент, режущей кромкой- 2 внедряется в металл возле точки а, далее при своем движении инструмент передней поверхностью давит на верхний слой металла и отрывает его от основной массы (рис. б), под влиянием этого давления. А также в силу сцепления между частицами отделяемого металла и основной его массой. Срезаемый слой припуска претерпевает сложную пластическую деформацию: сжатия и изгиба. Когда создавшееся в этом слое напряжение превзойдут прочность металла, происходит сдвиг частиц (скалывание) и образование элементарной стружки. Далее остальные части припуска переходят в стружку. Плоскость, в которой происходит скалывание элементов, называется плоскостью скалывания, а угол, образованный этой плоскостью и касательной к поверхности резанья - углом скалывания. Величина угла скалывания лежит в пределах 145-155⁰. Внутри каждого элемента стружки наблюдаются плоскости скольжения. Деформация распространяется и в глубь металла на высоту h (рис. в). В результате чего возникает наклей под обрабатываемой поверхностью. В этом слое возникают остаточные напряжения. Нагрев при резании изменяет свойства срезаемого и поверхностных слоев. Характер и величина деформации срезаемого металла при переходе в стружку, зависит от многих причин, в первую очередь от свойств заготовки. При обработке пластичных материалов (сплавы Cu, Al и др.) образуется сливная стружка – длинная лента, отдельные элементы которой явно не выражены. При образовании сливной стружки происходит значительная до 50% усадка срезаемого материала. При обработке более хрупких материалов (например стали) образуется стружка скалывания. При обработке хрупких сплавов (например чугуна) стружка отделяется разобщенными элементами и называется стружкой надлома, она идет почти без усадки. При обработке режущие элементы постоянно внедряются в металл и непрерывно образуют новые поверхности (обрабатываемая поверхность, поверхность стружки). В следствие образования давления и разогрева до высоких температур в месте реза на резце образуется нарост (рис. 7), из сильно деформированных частиц основного металла. Нарост, приобретая некоторую пластичность может наслаиваться и временно удерживаться на передней поверхности резца, пока не сорвется и не отойдет со стружкой или будет увлечен заготовкой.