granovskij_rm (831076), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Схема силового воздействия на нарост и его разрушение при обработке нерзкавеющей стали ОХ12НД Нарост, образующийся при резании более пластичной стали ОХ12НД 1рис. 6.25), опирается на переднюю поверхность лезвия, распространяясь от главной режущей кромки на относительно большое расс~ояние А, — Б,, ограниченно растет в высоту, имеет вершину с большим радиусом закругления, никогда не нависает над главной режущей кромкой, Рис, 6.2б.
Остаток нароста на обработанной поверхности при точении стали 45 87 а располагаегс» только нвл передней поверхносэъю лезвия. ДИНАМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЪ НАРОСТА. Устойчивое положение нароста в процессе резания определяется сбалансированной системой внешних сил, приложенных к наросту, и внутренних напряжений в наросте. Со стороны срезаемого слоя и стружки вершина нароста, закругленная по дуге А — Б, находится под действием распределенных нормальных сил ЛР„(см. рис. 6.24 и 6.25). Распределенные силы АР„ могут быть заменены их результирующей Р приложенной к наросту в точке В ее вершины. Растягивающие силы, действующие на наружный слой нароста, а также силы трения между наростом и опорной поверхностью стружки и обработанной поверхностью могут быть заменены касательнгвми к наросту силами Р„в точке А и Р„в точке Б.
Опорой нароста является его нижний слой шириной А, — Б„находящийся в адгезионной связи с передней поверхностью главного лезвия. Действующие на нарост силы Р„, Р„и Р,2 воспринимаются этой опорной поверхностью, и со стороны лезвия на опорную поверхность действуют нормальная и тангенциальная силы реакции. Максимум распределенной нормальной силы реакции Лй„находится в точке Б,, лежащей на главной режущей кромке. По мере удаления от точки Б, в направлении точки А, распределенная сила реакции постепенно убывает до нуля. Возникающая при наличии нормальных сил в контакте сила трения К, действует в плоскости опорной поверхности нароста.
В процессе резания равновесие системы внешних сил, сжимающих нарост, поддерживается за счет его прочности. В момент, когда нарушается сбалансированное равновесие внешних сил, нарост отрываетсв от опорной поверхности лезвия и уносится стружкой. При нарушении сбалансированного равновесия внутренних напряжений в наросте происходит его частичное разрушение. РАЗРУШЕНИЕ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ НАРОСТА, Характер разрушения наростов, образующихся при резании у~- лероднстой стали 45 и более пластичной нержавеющей стали ОХ12НД, различен. При резании стали 45 нависагощий над главной режущей кромкой относительно высокий нарост разрушается касательными напряжениями, возникакнпими в нем под действием внешних сил Р Р„и Р,ь Разрушение нароста происходит в направлении от вершины режущего клина инструмента к вершине нароста, что на рис.
6.24 условно показано волнистой линией Б, — В. Нижняя часть массы нароста после разрушения всегда остается на обработанной поверхности. Так как по дуге  — Б действуют молекулярные силы сцепления, то зта часть нароста остается прочно соединенной с металлом заготовки в виде заусенца (рис 6.26). Верхняя часть нароста выше линии Б, — В может оставаться на передней поверхности лезвия, или в связи с резким нарушением баланса внешних сил происходит отрыв основания нароста от передней поверхности и унос ее стружкой. При резании нержавеющей стали ОХ12НД разрушение нароста идет там, где срезанная стружка отрывается от лезвия (см.
рис. 6.25). Это связано с боль- рис. е.27, Остаток нарзжта на стружке ари резании нержавеющей стали шой пластичностью нержавеющей стали. Пластически деформированный металл стружки, сохраняя еще достаточную пластичность и оставаясь связанным с металлом нароста, обтекая его, продолжает пластически деформироваться, Предел пластичности достигается только около конечной точки А граничного слоя нароста А — Б. Разрушения, связанные с отрывом стружки от нароста, наступают не в какой-либо определенной точке, а в пределах некоторой массы нароста.
В местах таких разрушений оторванная масса нароста остается прочно соединенной со стружкой и уносится ее нижней опорной поверхностью. Этот механизм разрушения нароста при обработке пластичных нержавеющих сталей виден на рис. 6.27. После удаления из зоны деформаций всего нароста или его части происходит образование новых наростов или их восстановление. Циклический процесс разрушения и восстановления наростов идет непрерывно в процессе резания при условии работы в первой зоне (Яа <с). МИКРОТВЕРДОСТЬ НАРОСТОВ. Наросты — образования, возникающие в процессе резания из обрабатываемого металла в результате высокой степени пластической деформации, обладают вследствие этого высокой прочностью и твердостью.
Практика обработки сталей в режимных условиях первой зоны резания, сопровояслаемой образованием нароста, показывает, что его твердость соизмерима с твердостью термообработанных быстрорежущих сталей (НЕС 60... ...65). Имея столь высокую твердость, наросты способны разрушать сталь, из которой они сами возникли и твердость которой обычно лежит в пределах НКС 30...35. НАРОСТ КАК САМОПРОИЗВОЛЬНО ВОЗНИКАЮ)ДЕЕ РАБОЧЕЕ ЛЕЗВИЕ.
Как только в процессе резания образуется нарост, он частично или полностью закрывает лезвие резца. Закрытая наростом часть лезвия лишается непосредственного контакта с металлом среэаемого слоя. Силовое воздействие, деформирование и раэрузпение металла заготовки„связанные со стружкообразованием, лезвие резца осуществляет через нарост.
По мере увеличения размеров нарост превращается как бы в рабочее режущее лезвие. Нарост заменяет конструктивное лезвие, изготовленное на резце в соответствии с ег о чертежом. В отличие от консгрухтивного лезвия форма и размеры нароста определяются свойствами обрабатываемых металлов н режимными условиями резания. Нарост, как всякое лезвие, в процессе резания подвергается изнашиванию, частичному разрушению, силовому и температурному еозлействию. Отличительной чертой лезвий-наростов является их способность к самовосстановлению, которой не обладают конструктивные лезвия инструмента. Усилить, замедлить или полностью устрани~ь образование наростов и, таким образом, управлять их размерами и формой как рабочих лезвий невозможно.
Как было показано выше, вмешательство в процесс наросгообраэования осуществимо только при изменении пластических свойств металла. А это, в свою очередь, может быть достигнуто только г = 0876ао,т7то,аа Табл ила 6.2. Радиус закругления го, мм, иеуивиим нароста Сеорое ге резание в, м/мне Толщина ерезвемого слоя а, мм Обрабатываемый металл о,г од 0,0005 0,01 0,02 ОД5 о,з 0,0470 0,0548 0,0745 0,0235 0,0332 0,0324 0,0458 0,0372 0,0526 0,0575 0,0793 0,0911 0,0148 0,0204 0,0235 Углерозотстли сталь 45 0,0074 0,0102 0,0118 0,0105 0,0145 0,0166 1 5 1О 0,2839 0,1398 0,1031 0,0567 О,йл79 О,йлоб 0,1076 0„1748 0,0522 0,0861 0,0391 0,0635 0,3771 0,1857 0,1369 Нерионеющлн сталь ОХ12НД 0,0215 0,0106 0,0078 0,0349 0,0172 0,0127 1 5 1О с помощью соответствующей термической обработки.
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ НАРОСТОВ. Наросты как рабочие лезвия имеют окру~ленную режущую кромку н сопряженные с ней переднюю н заднюю поверхности. Радиус закругления вершины нарос~а зависит от толщины срезаемого слоя н скорости резания. Прн сравнении металлографнческнх снимков корней стружки, полученных прн резании углероднсгой н нержавеющей сталей, видно, что наросты существенно отличаются по форме н размерам, в частности н по радиусу закругления вершины.
Для углеродистой стали 45 зависимость радиуса го закругления вершины нароста от режимных параметров выражается эмпирическим уравнением го = О 105ло,зоо,т. для нержавеющей стали ОХ12НД радиус округления вершины нароста где а — толщина срезаемого слоя, мм; и — скорость резания, м/мнн. Значения радиуса закругления го вершин наростов для некоторых режимов обработки даны в табл. 6.2. Передний угол нароста, определяемый положением поверхности нароста, с которой находится в контакте образовавшаяся стружка, всегда больше переднего угла резца нлн другого режущего инструмента. Независимо от того, под каким передним углом в пределах у= — 5 ... +25* заточена передняя поверхность лезвия, образующнйся на ней зароет имеет примерно одинаковую форму я положение относительно направления скорости резания.
Соответственно, передний угол нароста также имеет примерно одинаковое значение. Вместе с тем значение переднего угла нароста определяется толщиной а срезаемого слоя. Прн резании углеродистой стали 45, например, передний угол нароста с увеличением толщины срезаемого слоя а от 0,1 до 1 мм возрастает от 30 до 40'. При резании нержавеющей стали ОХ12НД передний угол нароста соответственно возрастает от 20 до 30'.
Задняя поверхность нароста начинается в точке, где предельно деформированный обрабатываемый металл разрушается н на заготовке непрерывно возникает новая поверхность резания (обработанная поверхность). От этой точки разрушения на всем протяжения мещпу задней поверхностью нароста н возникающей новой поверхностью на обрабатываемой заготовке образуется щель клиновидной формы. Угол этой щели является задн н м у г л о м н а р о с т а. Значение заднего угла нароста обычно меньше значения заднего угла а лезвия инструмента.
РОЛЬ НАРОСТОВ В ФОРМИРОВАНИИ ОБРАБОТАННЫХ ПОВЕРХ-. НОСТЕЙ. В режимных условиях первой зоны резания образующиеся наросты становятся реальными лезвиями с присущими им геометрическими параметрами. Наросты оказывают на срезаемый слой силовое воздействие, прн котором металл срезаемог о слоя подвергается пластическомуу деформнрованню сгружкообразованин н разрушениям, связанным с образованием новых поверхностей на срезаемой стружке н на обрабатываемой заготовке. Наросты приобретают качества активных режущих элементов, а конструктивные режущие элементы инструментов иг рают лишь роль опорных поверхностей для образующихся наростов. Для таких инструментов, как фасонньге резцы, гаечные мстчики, развертки и протяжки, обычно работающих в режимных условиях первой зоны резания, роль наростов как активных лезвий имеет определяющее значение.
Такие важные технологические параметры, как точность формы и размеров, шероховатость обрабатываемых поверхностей и остаточные напряжения в поверхностном слое этих поверхностей, определяются наростом, эеомстрические параметры которого не поддаются управлению. Наличие нароста, образующстося при резании, например, углеродистой стали, и нависающего над режущей кромкой резца (см.
рис. 6.24) приволит к следующим последствиям: а) в процессе увеличения высоты нароста увеличивается фактическая глубина резания и соответственно изменяются размеры обработанных деталей; б) на обработанных поверхностях остаются продукты разрушения наростов, местные уступы и трещины, что отрицательно влияет на шероховатость и упрочненное состояние обработанной поверхности. Наросты, образующиеся при обработке гшастичных нержавеющих сталей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
