3.4. Явление наклепа при резании

Пластическая деформация металла сопровождается изменением его физико - механических свойств, и прежде всего деформационным упрочнением, повышением твердости и понижением пластичности. Это явление называют наклепом или нагартовкой.

Схема, поясняющая образования наклёпа приведена на рис.7.

Рис.7. Схема образования наклёпа

Результатом упругого и пластического деформирования материала обработка заготовки является упрочнение (наклёп) поверхностного слоя. При рассмотрения процесса стружкообразования считают инструмент острым. Однако инструмент имеет радиус округления режущей кромки . Такой инструмент срезает с заготовки стружку при условии, что глубина резания t больше радиуса . Тогда в стружку переходит часть срезаемого слоя металла, лежащий выше линии СД. Слой металла, соизмеримый с радиусом , лежащий между линиями АВ и СД упругопластически деформируется. При работе инструмента значение радиуса  быстро растёт вследствие затупления режущей кромки и расстояние между АВ и СД увеличивается.

В процессе отделения стружки при резании пластической деформации подвергается как стружка, так и поверхностный слой металла обрабаты-ваемой заготовки за линией среза. Наибольшему упрочнению при этом подвергается стружка, твердость которой, прирезцовых слоях, может в 3…4 раза превосходит первоначальную твердость обрабатываемого металла. Твердость же обработанной поверхности повышается от 1,5…до 2,5 раза. Толщина наклепанного в процессе резания слоя заготовки и степень наклепа

зависит физико-механических свойств обрабатываемого материала, режима резания, геометрических параметров инструмента и степени затупления, условий резания и др.

Установлено, что чем пластичнее металл, тем больше его способность к наклёпу. Например, чугун и бронза совершенно не обладают способностью воспринимать наклёп. Мягкие же и вязкие стали, и сплавы упрочняются в значительной степени. Особенно сильно наклёпываются нержавеющие и жаропрочные сплавы, марганцовистые стали. Например, марганцовистая

сталь ГТ3 (13% марганца) настолько сильно воспринимает наклёп (упрочняется), что механическая обработка её становится практически невозможной.

Изменение скорости резания при обработке черных и цветных металлов приводит к уменьшению толщины наклёпанного поверхностного слоя и степени наклёпа. Уменьшение переднего угла, увеличение толщины среза и радиуса сопряжения режущих кромок при вершине резца приводят к увеличению толщины наклёпанного слоя и степени его наклёпа. Особенно заметное влияние на величину наклёпа оказывает степень затупления режущего инструмента. Практика показывает, что толщина наклёпанного слоя при работе с остро заточенным инструментом получается в 2…3 раза меньше, чем при работе инструментом, имеющим небольшую величину износа задней поверхности.

Наклёп обрабатываемого металла затрудняет процесс обработки и интенсифицирует износ инструмента, поэтому представляет нежелательное явление. Однако наклёп бывает желательным, например, при проведении окончательной обработки деталей. Это вытекает из того, что упрочнение обработанной поверхности обеспечивает более высокую износостойкость, а возникающие при наклёпе остаточные напряжения сжатия повышают усталостную прочность деталей машин.