4 . Механика стружкообразования. Зоны и характеристики деформации срезае­мого слоя.

Пр-сс пластич. деф-ния срезаемого слоя явл. осн. пр-сом при обраб. резанием. Большую роль в изуч. этого пр-са играет стружка – деформиров. и отделен. в рез. обраб. пов-ный слой мат-ла заготовки. Раздел теории резания, изуч. закономерн. превращ. срезаемого слоя в стружку наз. механикой стружкообразования.

Сх. стружкообразов.: 1 – ин-т; 2 – заг.; 3 – стружка

1 – зона первич. деф-ии; 2 – зона вторич. деф-ии.

Лезвие ин-та, возд-я на срез. слой толщ. а, созд. в нем обл. упругой деф-ии, переходящ. на линии ОА в пластич. Доказано, что пластич. сдвиги происх. в семействе пл-тей или пов-тей, огранич.обл. ОАВ, наз. зоной первич. деф-ии. ОВ – пов-ть или пл-ть, по которой осущ. последняя сдвиговая деф-ия. Левее ОА нах. ещё недеф-ые стр-ные зерна кристалл. решетки мат-ла срез. слоя толщ. а, а правее ОВ – стр-ные зерна мат-ла стружки толщ. а1. Ф-ма стр-ных зерен мат-ла в зоне первич. деф-ии претерпевает измен. в виде вытянутости в поп. по отнош. к скор. их дв-я V и Vc направлению. Это приводит к формир. поп. текстуры. стружки.

Стружка, перемещ. по перед. пов-ти ин-та, из-за неровностей контактир. пов-тей и др. причин на уч-ке OF затормажив., и отдельные ее эл-ты или волокна на уч-ке ОД могут вообще остановиться. Это приводит к доп. деф-ии эл-тов стружки, изменению направл. образов. стр-ры стружки с поп. на прод. и формир. прод. текстуры стружки. Зона, в к-рой происх. эти пр-сы, наз. зоной вторич. деф-ции или застойной зоной.

Длина контакта заг. с зад. пов-тью лезвия хар-ся велич. lз. Наличие зон деф-ии приводит к пластич. hп и упруг. измен. hу пов-ных слоев заг. и детали.

Усадка стружки – измен. геом. р-ров стружки по сравн. с р-рами срез. слоя. Хар-ся коэф. утолщ. Ка=а1/а, ушир. Кb=b1/b, укороч. Кl=l/l1, где а1,b1,l1 – толщ., шир., дл. стружки; а,b,l – срез. слоя.

Сдвиг – вид деф-го сост. малого объема тела, при к-ом деф-я вдоль одной из трех гл. осей отсутствует, вдоль второй гл. оси наблюд. ум., а вдоль третьей гл. оси – равное ему ув. объема тела.

а – сдвиг; б – простой сдвиг; в – чистый сдвиг

При простом сдвиге деф-я заключ. в смещ. всех точек тела в направл. парал. только одной оси на расст., пропорц. расст. точки тела от этой оси в направл. второй оси. ∆S – абс. сдвиг. Отн. сдвиг – ε=∆S/∆X. При чистом сдвиге происх. равномер. укороч. вдоль одной оси Z и равномер. удлин. вдоль другой оси Х, перпендик. к первой.

5. Контактные процессы при резании, явление наростообразования.

Пр-сы, происход. на контактных пов-тях лезвия ин-та, заг. и стружки, вследствие высоких скор. деф-ции срез. слоя, давл. и темпер. в зоне резания им. некоторые особенности по сравн. с обычными контакт. пр-ми трения деталей машин. В этих пр-сах можно выделить:

1. Механич. срезание макро - и микронеровн. на контакт. пов-тях;

2. Адгезию (схватывание) инстр-го и обрабатыв. мат-лов;

3. Диффузию (перенос) одного мат-ла в другой на макро- (налипы, навалакивания) и микро- (фазовые превращения, текстуры, образование новых структур ) Ур-ях;

4. Адсорбцию (поглощ. в-ва из газовой или жидкой среды пов-тью тела) и химич. р-ции между эл-ми контакт. пов-тей и внеш. среды;

5. Электростатич. и электромагнит. явл.

Контакт. пр-сы происх. в тонком слое, наз. граничным слоем. Гранич. слой служит своего рода основой для других контакт. пр-сов, например, для образов. наростов, изменения усл. трения и изнашивания и т.д.

Контакт. пр-сы в зоне деф-ии в основном связ. с перед. и задн. пов-тями лезвия ин-та. На перед. пов-ти лезвия выдел. уч-ок ОD пластич. контакта и уч-ок DF упругого контакта со стружкой.

Д лина пластич. контакта зависит от перед. угла ин-та, толщ. срез. слоя и коэф. усадки стружки.

lп растет при ув. Кl и а и ум. при ув. угла гамма. Отношение lп/lпл не превыш. 0,7 и для констр-ных мат-лов чаще всего сост. 0,5.

С пл-ками контакта lп и lу на перед. пов-ти лезвия в основ. связаны деф-нные пр-сы в зонах вторич. и первич. деф-ций, а также пр-сы формир. стружки. Пл-ка контакта lз по задн. пов-ти лезвия связ. в основ. с пр-сами изнашив. ин-та и формир. обработ. пов-ти.

Расп-е норм. контакт. напряж. σ на перед. и зад. пов-тях лезвия подчин. экспоненц. з-ну, т.е. вблизи реж. кромки напряж. им. большие знач., достигающ. предела прочн. ин-ного мат-ла, и на удалении от нее по длине l_п и l₃ напряж. резко ум. до нуля в точках отрыва стружки и загот. от соотв-но перед. и зад. пов-тей ин-та. Касат. контакт. напряж. τ на уч-ке OD пластич. контакта стружки с перед. пов-тью лезвия им. пост. знач. и уменьш-ся до нуля на уч-ке DF упругого контакта. Касат. напряж. τ у зад. пов-ти l₃ им. экспоненц. закон расп-ния с максимум вблизи реж. кромки.

Сущ-ние двух уч-ков контакта на перед. пов-ти лезвия ин-та приводит к двоякой природе трения при резании. На участке lп распол. затормож. слой, в пределах к-го стружка дв-ся не по перед. пов-ти, а по заторможен. слою, и сопротивл., оказыв. дв-ю стружки, опред-ся сопротивлением сдвигу в контактном слое стружки. На этом уч-ке внешнее трение скольжения отсутствует и замен. '' внутренним'' трением между отдельными слоями стружки. На участке l_у стружка контактир. непоср-но с перед. пов-тью. Здесь осущ. внешнее трение скольжения и сопротивл. дв-ю стружки опред-ся силой трения между стружкой и перед. пов-тью. Кроме того, как было показано ранее, контактным пр-сам при резании присущи механич., адгезион., диффузион. и химич. компон., к-рые усложн. известные представления о трении скольжения двух тел. Нарост - часть мат-ла загот., образ-ся в застойной зоне и связан. с пов-тями и реж. кромкой лезвия ин-та. Нарост формир. в усл. высоких контакт. давл. и темпер., поэтому им. высокую тв-ть и прочн., превосход. в 3...4 раза соответ-щие хар-ки обрабатыв. мат-ла. При оценке пар-ров нароста выделяют перед. угол нароста g_н, высоту h_н, радиус r_н и основание нароста l_н. Нарост не пост. в пр-се резания. Он появл. и исчез. с частотой от нескольких раз до нескольких тысяч раз в мин. При опред-ных усл., например, при образов. сливной стружки нарост может оставаться на пов-тях лезвия и после прекращ. резания.

1 . При небольш. знач. скор. резания (V<=0,5…1м/мин) нарост не образ., т.к. темпер. и давл. в зоне стружкообразов. невелики и не способствуют схватыв. мат-ла загот. с пов-тями лезвия.

2. В диапаз. скоростей V1…V2 (при обраб. констр-ных сталей V = 15...30 м/мин) наблюд. увелич. высоты нароста, что связ. в основ. с ростом темпер. резания.

3. В диапаз. скор. V2…V3 (80…100) высота нароста ум., что объясняется достаточно большими знач. темпер. резания приводящими к размягч. приконтактных слоев мат-ла и созд. ювинильных пов-тей, не способств. образов. нароста.