ТОКАРНОЕ ДЕЛО

Процесс образования стружки

Исследования, проведенные русскими учеными И. А. Тиме и А. А. Бриксом,

Показали, что процесс резания метал­ла— это процесс скалывания частичек металла под действием силы, с кото­рой передняя поверхность резца вдав­ливается в срезаемый слой. Скалыва­ние частичек металла (элементов
стружки) происходит по плоскости сдвига т — т, расположенной к обра батываемой поверхности под углом сдвига р 1—30^40° (рис. 2В5). Внутри каждого элемента происходят меж кристаллические савш и нем углом р2=60-65°.

В зависимости от оорабатыцаемш о материала образуются различав ви­ды стружки: скалывания, стуьгнчатая, сливная и надлома (см. рис. 6). В процессе резания (скалывания) на­блюдается ряд закономерных явлений, изучение которых позволяет правиль­но обосновать выбор конкретных усло­вий (режимов) резания, геометрии резца, смазочно-охлаждающей жидко­сти и др.

Усадка стружки. Каждый эле­мент стружки сдавливается под дейст­вием силы, прилагаемой со стороны передней поверхности резца, в резуль­тате чего стружка всегда имеет мень­шую длину, чем длина гой тшерхно сти, с которой она срезана. Это явле ние называется усадкой стружки и ха­рактеризуется коэффициентом усадки (рис. 286):

1'SL ' 1. ~ '

К

Где L0 — длина обработанной поверх­ности (путь прохода рез­ца), мм; L — длина стружки, мм.

Величина К всегда больше 1 (К=1Д-г - 10). Чем больше значение К, тем более деформирована стружка, т. е. большее сопротивление металл оказы­вал скалыванию. Следовательно, по коэффициенту усадки можно судить о сопротивлении данного металла реза­нию (т. е. о напряженности процесса резания), делать необходимые выводы и принимать практические меры для облегчения процесса резания. Наклеп (обработочное отвер - д е н и е). Обработанная поверхность всегда имеет более высокую твердость, чем обрабатываемая поверхность: это результат явления наклепа (измене­ния структуры) поверхностного слоя обрабатываемою металла под дейст­вием деформаций, сопровождающих скалывание элементов стружки. Глу­бина наклепанного слоя достигает 1- 2 мм.

Степень наклепа (повышение твердо­сти) и глубина наклепанного слоя за­висят от механических свойств обра - бетыьаемого материала (хрупкие ме­таллы наклёпываются меньше, чем гія:-л«.<е)', от геометрии резца (меньший передний угол резца вызывает боль­ший наклеп), от режимов резания,

Смазки и других факторов. Явление наклепа учитывают при назначении припусков на обработку, чтобы чисто­вой инструмент не работал режущей кромкой по наклепанному слою. На­клеп снимают таким же образом, как и закалку, т. е. отжигом. Образование нароста. При ре­зании пластичных металлов на перед­ней поверхности резца, вблизи режу­щей кромки, образуется «бугорок» ме­талла, приварившегося к передней поверхности. Это так называемый н а - рост. Причина его возникновения — некоторое притормаживание по­верхностного слоя стружки при сходе по передней поверх­ности резца (рис. 287, а). Нарост обладает высокой твердостью, так как, нагреваясь, а затем охлаж­даясь, закаливается и, кроме того, значительно уплотняется (наклёпы­вается) .

287.НАРОСТ ПРИ ТОЧЕНИИ:

А — схема образования нароста, б — срыв нароста, в — зависимость высоты нарос­та от скорости резания; / — затормажи­вание слоя металла на передней поверх­ности резца, 2 — образование нароста

«торможенный о) . слой.

При обдирочной обработке нарост, воспринимая на себя нагрузку, предо­храняет переднюю поверхность резца от перегрева и износа. Поэтому явле­ние наростообразования при черновой обработке не вредно, а даже полезно. Наростообразование при чистовой об­работке — вредное явление, снижаю­щее точность и качество обработанной поверхности. Нарост не удерживается длительное время на резце, а периоди­чески обламывается и увлекается между режущей кромкой резца и за­готовкой (рис. 287, б); при этом мел­кие обломки его образуют вмятины (лунки) на обработанной поверхно­сти, а прилипшие к ней мелчайшие кусочки металла создают шерохова­тости. Кроме того, неровные края на­роста, выходя за режущую кромку, царапают обработанную поверх­ность.

Образование и периодические срывы нароста приводят к колебанию перед­него угла резца, что вызывает и коле­бания силы, действующей на резец, т. е. приводят к дополнительным виб­рациям резца. В условиях наростооб­разования Невозможно получить высо­кокачественную обработанную поверх­ность (шероховатость до V 5). Устранения причин наростообразова­ния и получения высокой чистоты об­работанной поверхности достигают следующими путями: работой на оптимальных скоростях ре­зания. Наиболее интенсивно нарост об­разуется при скоростях резания 7—70 мімин (рис. 287, в). При малых скоростях резания (до 7 м/мин) темпе­ратура в зоне резания недостаточна для спекания и закаливания нароста, а при больших скоростях резания (выше 70 м/мин) нарост не успевает прива­риться к резцу, так как выносится бы - стросходящей стружкой. Обработку многолезвийными инструментами из быстрорежущей стали (развертки, мет­чики) и фасонными резцами, т. е. инст­
рументами, которые должны обеспечи­вать шероховатость высокого класса чистоты, ведут иа низких скоростях ре­зания, а твердосплавными резцами, зенкерами, фрезами — на высоких ско­ростях резания;

Применением смазки, так как нарост образуется в меньшей степени (по ча­стоте образования и высоте), если по­верхность резца хорошо смазывается. Для смазки инструментов при чисто­вой обработке применяют осериенное масло (сульфофрезол), специальные многокомпонентные («компаундиро­ванные») составы, смазки с содержа­нием дисульфида молибдена M0S2 и др. Зачастую от правильного выбора смазочно-охлаждающей жидкости пол­ностью зависит качество обработанной поверхности;

Доводкой или полированием передней поверхности, при этом трение стружки об инструмент резко снижается, умень­шается «притормаживание» поверхно­стного слоя стружки и нарост практи­чески не образуется.