granovskij_rm (831076), страница 19
Текст из файла (страница 19)
В. Панкин, А. И. Каширин, В. Д. Кузнецов, С. Ф. Глебов, А. М. Розенберг, В. А. Йривоухоа М. И. Клушин, Н. Н. Зорев, А. И. Исаев, В. Ф. Бобров, М. Н. Ларин, П. П. Грудов и др. Разработанные русскими и советскими учеными теоретические положения, подтвержденные обширными экспериментальными исследованиями, составляют основу современных представлений о физических процессах, происходящих при стружкообразовании и возникновении новых поверхностей на обрабатываемых деталях. ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА СТРУЖКООБРАЗОВАНИЯ И.
А. ТИМЕ. Первые исследования закономерностей деформирования металла в процессе стружкообразования были провелеиы профессором Санкт-Петербургского политехнического института И. А. Тиме и их результаты опубликованы в 1893 г. В качестве объекта исследования был взят свинцовый брусок прямоугольного сечения.
Для облегчения наблюдений на гладко отполированной боковой стороне бруска через равные интервалы длиной 1 были нанесены керном метки )рнс. 6.1). На строгальном станке с верхней ~рани бруска по всей ее ширине резцом, прямолинейное лезвие которого имело главный угол в плане ~р = 90" и угол наклона лезвия Х = О, срезался слой толщиной а. Резание производилось с малой скоростью. На рис. 6.!. и-и схематически показан ряд последовательных положений, занимаемых резцом на пути его рабочего движения.
Преодолевая сопротивлениеметалла на пути своего перемещения, лезвие резца пластическидеформирует н сдвигает металл в сторону от передней поверхности (рис. 6.1, б). О пределах распространения пластической деформации в срезаемом слое И. А. Тиме судил по потускнению полированной боковой стороны свинцового бруска. Визуальными наблюдениями было установлено, что распространение пластической деформации впереди движущегося лезвия резца ограничено движу- шейся синхронно с лезвием линией.
образующей угол 0 с направлением движения а) Ку м) Рис. 6.1. Сиена обраюяания стружки скалывания 3 Резание метенное резца. По мере перемещения резца прямолинейная граница, ограничивающая зону потускнения боковой стороны бруска, вместе с лезвием сдвигалась влево, образуя с направлением рабочего движения тот же по размеру угол б (рис. 6.1, б, и). Объем пластически деформированного металла при этом возрастал. И. А. Тиме отмечал, что при движении резца и увеличении объема деформированного металла внутренние напряжения могут достигать значений, превышающих предел прочности металла. В эти мгновения весь пластически деформированный материал под действием сил, развиваемых движущимся резцом, может оказаться сдвинутым под углом О нли в отдельных случаях даже полностью отделенным по плоскости граничной линии в виде окончательно сформированного элемента стружки (рис.
6.1, г). Позднее это бызю теоретически обосновано и подтверждено экспериментально скоростной киносъемкой, проведенной под руководством проф. В. А. Кривоухова. На рис. 6.1, г формирование первого элемента стружки, сдвинутого вдоль граничной линии, завершено, но он сохраняет достаточно прочные связи с недеформированным металлом, которые в дальнейшем не нарушаются. Затем процесс пластической деформации и формирования очередных элементов стружки циклически повторяется.
Так, этап, показанный на рис. 6.1, д, соответствует этапу рис. 6.1, 6 и т. д. В результате происходит образование стружки, состоящей из достаточно прочно соединенных между собой элементов. Стружка перемещается, опираясь на переднюю поверхность. При этом на расстоянии двух-трех элементов от вершины резца она начинает завиваться и перестает соприкасаться с передней поверхностью 1рис. 6.1, л, м). И.
А. Тиме экспериментально установил, что: 1) пластическая деформация стружкообразования распространяется со скоростью перемещения инструмента вдоль срезаемого слоя и протекает в объеме металла между передней поверхностью резца и граничной линией, отделяющей визуально видимые след»1 деформации на боковой стороне бруска от металла, сохраняющего первоначальное состояние; 2) внутренние напряжения в деформируемом объеме металла периодически возрастцют и достигают значений, при которых очередной сформировавшийся элемент стружки сдвигается по граничной плоскости.
ПЛОСКОСТЬ СКАЛЫВАНИЯ. Сушествование прямолинейной границы распространения пластической деформации, визуально наблюдаемой на полированной боковой стороне бруска. представляет собой не только поверхностное явление. Деформация материала среэаемого слоя происходит и в глубине металла. Таким образом, объем металла, подвергающийся пластической деформации, ограничен с одной стороны передней поверхностью лезвия резца, а с другой стороны (в материале бруска) совокупностью параллельных граничных прямых, образующих граничную плоскость. Эту граничную плоскость, представляющую перемещающийся впереди лезвия фронт распространения пластической деформации, по которой периодически сдвигаются нли скалываются сформировавшиеся элементы стружки, И.
А. Тиме назвал плоскостью скалывания*. УГОЛ ДЕЙСТВИЯ. Положение плоскости скалывания в процессе резания. И. А. Тиме определял углом действия я ф между плоскостью скалывания и пер»пней поверхностью резца (рис. 6.2). Положение передней поверхности на резце было принято определять углом резания 8=90' — у=а+(), где ()— угол заостренна Углы действия ф, измеренные И. А. Тиме, при строганин стали резцами с различными по значению передними углами 7, имели следующие значения, грац: 8..... 45 55 85 75 0....
100 90 85 75 (8 + 40... 145 145 150 150 ' В некоторых более поздних исследованиях этв плоскость стала называться «плоско«ты» сдвига». Мы будем придерживаться первоначального термина «плоскость скалывания». Оценивая полученные результаты, И.А. Тиме отмечал, что каждому углу б соответствует определенный угол действия ф, при этом сумма (Ь+ ф) изменяется в весьма малых пределах.
УГОЛ СКАЛЫВАНИЯ. Положение плоскости скалывания относительно на- Рис. 6.2. Углы с«апывоиия 0 и действия г), определяющие положение плоскости скопы»ения правления скорости резания» может быть определено также углом 0 = 180' — (6 + ф), значение которого и экспериментах И. А. Тиме колебалось в пределах 0 = = 30... 35'. А.
А. Брике предложил назвать угол 0 углом скалывания. В более поздних работах по исследованию пластической деформации стружкообразования, проведенных советскими исследователями, вместо термина «угол скалывания» получил распространение термин «угол сдвига». Было также обнаружено, что угол действия ф и угол скалывания 0 (угол сдвига) в зависимости от механических свойств обрабатываемого металла, угловых параметров инструментов и режимов резания изменяются в ббльших пределах, чем указывал И. А. Тиме.
В 6.2. КЛАССИФИКАЦИЯ СТРУЖЕК Срезаемые стружки имеют различные вид и форму, зависящие от химического состава, структурного состояния и механических свойств обрабатываемых металлов, толгцины срезаемого слоя, значения переднего угла инструмента, скорости резания и прочих менее влияющих факторов. И. А. Тиме разделил все виды стружки по внешнему виду. и строению на три основных типа.
СТРУЖКА СКАЛЫВАНИЯ. Стружки, состоящие из пластически деформи- 61 рованных и взаимно сдвинутых элементов, достаточно прочно соединенных по плоскостям скалывания называются с т р у жками скалывания. Процесс формирования стружки такого типа был описан в 6 6.1. Стружки скалывания образуются при обработке сталей пониженной пла- Рис 6.Э Кпоссификоцик струкски по И. А. Тине: о — стргяско скопыяоиия; б- струяско спияиоя; о — стрти- ко иодпоио стичнасти и при больших толщинах срезаемого слоя.
Образование стружки скалывания происходит также при средних значениях используемых в производственных условиях передних углов и скоростей рнпшия. Внешний вид стружки скалывания показан на рис. 6.3, а. В технической литературе, изданной в более позднее время, встречается также название элементная стружка СЛИВНАЯ СТРУЖКА, При резании пластичных металлов с большими скоростями резания резцами с большими передними углами и при срезании слоя металла средних и малых толщнн пластическая деформация в пределах угла действия ф протекает более равномерно и связанные с ней внутренние напряжения тоже распределяются более равномерно по всему деформируемому объему.
Следователъно, отсутствуют условия для периодически повторяющихся через равные интервалы рабочего пути резца нарастаний напряжений, приводящих к образованию стружки скалывания. Материал срезаемога слоя полвергается равномррной пластической деформации на всем пути рабочего движения резца.
Срезаемая стружка имеет вид непрерывной ленты, на верхней и обеих боковых сторонах которой видны следы пластической деформации в виде мелких заостренных вы- ступов. Стружки такого типа называются сливными (рис. 6.3,6). СТРУЖКА НАЛЛОМА. Стружки скалывания и слнвные формируются при резании относительно пластичных материалов — сталей, латуней, алюминиевых сплавов. Скользя по передней поверхности инструмента, стружки изгибаются и образуют винтовые витки большего или меньшего лиаметра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
