§ 5. Физические явления при стружкообразовании

Усадка стружки.При резании каж­дый элемент стружки сдавливается под действием силы, прилагаемой со сторо­ны передней поверхности резца, в ре­зультате чего длина стружки всегда меньше длины участка поверхности, с которого она срезана (рис. 8). Это явление

Рис. 8. Схема усадки стружка

укорочения стружки по длине называется продольной усад­кой. Величина усадки характеризует­ся отношением длины обработанной по­верхности L₀к длине стружкиLи называется коэффициентом усадки.

В зависимости от условий обра­ботки К=1,1—10. ВеличинаКхарак­теризует напряженность процесса резания. Чем большеК, тем больше де­формирована стружка, тем больше со­противление оказывал металл скалы­ванию. По коэффициенту усадки мож­но судить о напряженности процесса резания, делать необходимые выводы и принимать практические меры для облегчения процесса резания.

Нарост.При резании пластичных материалов у лезвия инструмента пе­ред его передней поверхностью обра­зуется нарост2(рис. 9). Он имеет

Рис. 9. Схема образования на­роста:

1— заготовка,2 —нарост,3 —стружка,4—резец,5—частицы нароста на стружке и заготовке.

клиновидную форму и представляет собой часть обрабатываемого металла, прилипшего или приваренного к рез­цу. Причиной возникновения нароста являются трение и притормаживание поверхностного слоя сходящей струж­ки о переднюю поверхность резца. На­рост обладает вьрсокой твердостью вследствие подкаливания и наклепа. Форма и размеры его непостоянны. В сотые доли секунды нарост возникает, увеличивает свою высоту до предела, а затем частично или полностью раз­рушается. Одна часть разрушенного нароста5уносится стружкой3,а вто­рая — поверхностью резания1(см. рис. 9). После разрушения нарост вновь возрастает, затем вновь разру­шается и т. д. Отрывающиеся частич­ки образуют лунки на обрабатываемой поверхности, а прилипшие кусочки создают шероховатость (рис. 10). При наростообразовании невозможно по­лучение поверхности высокого качест­ва (не выше параметра шероховато­стиRz20—10). При черновой обра­ботке нарост, воспринимая на себя нагрузку, предохраняет переднюю по­верхность резца инструмента от перегрева и износа. Поэтому при черновой обработке образование нароста не вредно, а даже полезно.

На размер нароста влияют механи­ческие свойства металла, скорость резания,

Рис. 10. Схема разрушения на­роста

подача, передний угол инстру­мента и род СОЖ. Такие металлы, как медь, латунь, бронза, олово, сви­нец, большинство типовых сплавов, ле­гированные стали с большим содержа­нием хрома и никеля не склонны к наростообразованию; конструкционные углеродистые и большинство легиро­ванных сталей, серый чугун, алю­миний склонны к наростообразованию.

Предотвращение наростообразования достигается следующими путями: подбором и работой на определенных скоростях резания. Наиболее интен­сивно нарост образуется при скоростях v==7—80 м/мин. При больших скорос­тях резания(v>80м/мин) нарост не успевает привариться к резцу, так как уносится быстро сходящей стружкой. Чистовую обработку многолезвийными инструментами из быстрорежущей ста­ли и фасонными резцами ведут на низ­ких скоростях резания, а твердосплав­ными резцами, фрезами, зенкерами — на высоких скоростях резания. При ра­боте инструментом с отполированной передней поверхностью нарост практи­чески не образуется. Наростообразование уменьшается при правильном под­боре и применении СОЖ. При наладке станков для получения поверхности нужного параметра шероховатости на­ладчик всегда должен помнить и знать о влиянии нароста на качество обра­ботки.

Упрочнение. При резании в резуль­тате пластической деформации срезае­мого слоя и слоя основной массы ме­талла обработанная поверхность всег­да имеет более высокую твердость. Глубина упрочненного слоя достигает 1—2 мм. Степень повышения твердости к глубина слоя упрочнения зависят от механических свойств металла, угла резания, радиуса закругления режу­щей кромки инструмента, величины по­дачи, скорости резания и свойств при­меняемой СОЖ. Чем мягче и пластич­нее металл, тем большему упрочнению он подвергается. Чугуны меньше под­даются упрочнению, чем стали. Чем больше угол резания, радиус закругле­ния режущей кромки и толщина среза, тем степень упрочнения выше. Приме­нение СРЖ уменьшает глубину упроч­ненного слоя и твердость. Упрочнение снимается отжигом и нормализацией.