Процес утворення стружки. Типи стружок.

Під час механічної дії на метал, у його зернах виникають напруги, під впливом яких вони деформуються, тобто витягуються в одному напрямку та звужуються в другому. Деформація металевих зерен протікає шляхом зсувів, які проходять по площинах ковзання, розташованих паралельно певній кристалографічній площині. Механічні властивості металів не однакові у різних площинах. Існують площини, по яких вони набагато нижчі. По цих площинах проходять зсуви. 

Хоча механізм утворення стружки залишається в усіх випадках однаковим, тому можуть утворюватись різні види стружки залежно від властивостей оброблюваного матеріалу, режимів різання та геометрії різального інструменту. Це було встановлено ще І.А.Тіме. він же запропонував класифікацію видів стружки, виділивши такі її типи: сколювання, зливна та надлому.  Стружка сколювання утворюється під час різання пластичних матеріалів (сталь, бронза) з невеликою швидкістю різання при значній товщині стружки інструментом з невеликим кутом різання. Така стружка складається з окремих сильно деформованих елементів правильної геометричної форми. З боку звернутого до різця, стружка має гладеньку поверхню, а з протилежного ступінчасту. Зливна стружка утворюється під час обробки пластичних матеріалів із значною швидкістю різання та порівняно малою товщиною зрізу. У зливній стружці площини зсуву непомітні тому вона уявляється як суцільна стружка, причому з боку різця вона гладенька, а з протилежного боку – має пиловидну форму.  Стружка надлому характерна для крихких матеріалів (чавун, тверда бронза). Різець не зсуває елементи стружки, а вириває їх. У зв’язку з цим оброблена поверхня має значні нерівності.

Теплові явища в процесі різання матеріалів.

Процес різання супроводжується значним виділенням тепла під час обробки будь-яких матеріалів (металів, деревини, пластмас та ін.). Враховуючи ряд важливих факторів в обробці різних матеріалів, процес різання здійснюється найважче під час обробки металів. 

Тепло виникає в процесі утворення стружки внаслідок пластичної деформації Θд зрізуваного шару металу, тертя стружки об передню поверхню різця с.п. та тертя задньої поверхні різця об поверхню різання Θз.пУсе тепло розподіляється головним чином між стружкою Θ1, оброблюваною деталлю Θ2, інструментом Θ3 і навколишнім середовищем Θ4. Найбільше тепла виділяється в стружку і найменше – навколишнє середовище. Кількість тепла, що йде в стружку, різець або деталь може змінюватись залежно від деяких факторів. Так, із збільшенням швидкості різання більше тепла залишається в стружці, бо не встигає відбутись передача його в різець. 

Види мастильно-охолодних рідин і їх значення та вплив на процес різання.

Мастильно-охолоджуючі рідини справляють багатогранний вплив на процес різання металів, значно підвищуючи його ефективність.  Насамперед вони, як це видно з самої назви, змащують і охолоджують інструмент та оброблюваний матеріалЗмащування відбувається за рахунок абсорбції молекул рідини на поверхні інструменту. При цьому, завдяки спеціально підібраному складу змащувальної рідини, утворюється міцна тонка плівка і коефіцієнт тертя у 3-5 разів. Отже зменшується сила різання. Деякі дослідження показують, що в роботі різцями змащування може знизити силу різання на 25 %, а в роботі протяжками – навіть на 35-40 %. 

Змащувальна властивість рідини тісно пов’язана з її здатністю проникати в мікротріщини на оброблюваному матеріалі та наче спушувати зрізуваний шар матеріалу, зменшуючи силу зчеплення між окремими його атомами. Це особливо помітно в зрізуванні тонких стружок.  Можливість рідини, як засобу охолодження, визначається її скритою теплотою пароутворення, теплопровідністю та теплоємкістю. Залежно від складу охолоджувальної рідини можна знизити температуру в зоні різання на 100° С і навіть більше.  Нарешті, позитивний вплив змащувально-охолоджувальних рідин на процес різання проявляється в тому, що вони змивають стружку. Це особливо важливо в таких операціях, як шліфування, хонінгування та ін., коли утворюється дрібна стружка та абразивний пил Виходячи з основного призначення, мастильно-охолоджуючі рідини можна розділити умовно на три групи: 1) з переважно охолоджувальними властивостями; 2) з охолоджувальними і частково змащувальними властивостями; 3) з змащувальними та частково охолоджувальними властивостями.  Рідина може підводитись у зону різання різними способами. Найрозповсюдженим є спосіб подавання падаючим струменем, коли рідина спрямовується через трубопровід згори в зону різання.