Усадка стружки

Степень пластического деформирования удаляемого при резании материала полностью характеризуется усадкой стружки, то есть несоответствием длины стружки и пути резца. Стружка оказывается более короткой, но, сохраняя объем, делается большей по поперечному сечению за счет увеличения толщины. О величине усадки стружки судят по величине коэффициента усадки k.

, где

l₀ – длина участка обработки

l – длина стружки

Значение коэффициента усадки в пределах от 2 до 7. Чем больше коэффициент, тем более сложно протекает обработка, тем большая требуется работа по обеспечению среза стружки, то есть усадка является универсальным показателем процесса резания.

Чем больше угол резания , тем больше усадка, так как идет большая деформация срезаемого слоя, требуются большие усилия по внедрению режущего клина. Уменьшает усадку применение смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), которые снижают величину силы трения.

Наростообразование

В результате трения стружки о микронеровности передней поверхности при большой глубине резания, отдельные частицы стружки отделяются от неё и привариваются к передней поверхности резца в виде клиновидного нароста, так как в зоне резания действуют высокая температура и давление. Наличие нароста приводит к уменьшению угла резания. Размеры нароста постоянно меняются. Достигнув определенной величины, нарост отделяется от передней поверхности резца и начинает образовываться новый. Отделяясь, нарост в массе своей уходит вместе со стружкой, но часть нароста задерживается и на обрабатываемой поверхности. При черновой обработке нарост оказывает положительное влияние, так как уменьшая угол резания, он защищает переднюю поверхность резца от износа. При чистовой обработке нарост играет отрицательную роль, так как ухудшает качество обработанной поверхности. Наростообразование характерно для обработки пластичных материалов в интервале скорости резания от 20 до 60 м/мин.

Наклёп

Отделение стружки от заготовки есть результат её пластического деформирования. При этом меняются её физико-механические свойства, поверхность. Это изменение относится к стружке и поверхностному слою обработанной поверхности, увеличивается прочность, твердость, износостойкость по сравнению с аналогичными свойствами материала до начала резания. Чем сложнее идет процесс резания, то есть больше углы резания, чем пластичнее материал, тем большее уплотнение (наклеп) получает поверхностный слой, тем на наибольшую глубину проникают эти изменения. Степень наклепа характеризуется коэффициентом

H V_оп – микротвердость обработанной поверхности

HV_исх – исходная твердость материала

i может быть от 3 до 7.

Тепловые явления при резании

Теплота, возникающая при резании, влияет на износ инструмента, на качество обработанной поверхности, изменение физико-механических свойств материала, на усадку стружки и так далее. Количество теплоты, выделяемое в процессе резания, пропорционально работе затраченной на упругое и пластическое деформирование материала заготовки, преодоление трения и образование новых поверхностей. Такое же количество энергии должно отводиться от заны резания.

Т епловой баланс процесса резания можно записать так:

Q₁ – теплота, выделяемая в результате деформирования материала срезаемого слоя

Q₂ – теплота, выделяемая за счет трения по передней поверхности стружки

Q₃ – теплота, выделяемая за счет трения по задней поверхности стружки

Q₄ – теплота, выделяемая при деформации поверхностного слоя

q₁ – теплота, отводимая стружкой

q₂ –теплота, отводимая инструментом

q₃ – теплота, отводимая заготовкой

q₄ – теплота, отводимая атмосферой

В зависимости от условий процесса резания, выделяемое тепло может распределиться так:

q₁ - 5086% (стружка)

q₂ - 4010% (инструмент)

q₃ - 103% (заготовка)

q₄ - 1% (атмосфера)