5.5. Зона стружкоутворення.

Металографічними дослідженнями встановлено, шар що зрізується, під дією різального інструменту до перетворення в стружку піддається деформації на певній ділянці. Отже, між стружкою й оброблюваним матеріалом існує зона деформації, яка може бути названа зоною стружкоутворення.

Рисунок - 5.3. Схематичне зображення зони стружкоутворення

У межах цієї зони, як схематично показано на Рис. 5.3, розташовані поверхні зсув, позначені пунктиром ОА, ОВ, ОС, OD, ОЕ, уздовж якого діють максимальні дотичні напруження й відбуваються пластичні зрушення оброблюваного матеріалу.

Зона стружкоутворення обмежується лінією О А, уздовж якого відбуваються перші пластичні деформації, лінією зрушення ОЕ, уздовж якого відбуваються останні деформації, і лінією АЕ, що з'єднує зону недеформованого матеріалу зі стружкою. У процесі різання зона стружкоутворення АОЕ переміщається разом з різцем.

5.6. Текстура стружки та поверхневого шару поверхні різання.

Шар, що зрізується, деформований у зоні стружкоутворення, перетворившись у стружку, піддається додатковій деформації внаслідок тертя об передню поверхню інструмента. При цьому нижні шари стружки (Рис. 5.3, зона І) додатково деформуються сильніше, ніж верхні її шари. Нижні шари стружки можуть бути настільки деформовані, що в них утвориться ясно виражена текстура. Таким чином, стружка має неоднорідну деформацію. Ступінь деформації стружки

L_C = L_ЗC+ L_Т

де L_ЗC - ступінь деформації стружки в зоні стружкоутворення; L_Т — ступінь деформації стружки внаслідок тертя об передню поверхню інструмента.

5.6. Кут зсуву.

Найбільш впливовим фактором геометрії інструменту є орієнтація передньої поверхні відносно напрямку вектора головного робочого руху. Найбільше визначає її положення величина переднього кута γ. Передній кут γ визначає напрямок сходу стружки і кут між векторами швидкості головного робочого руху і швидкості сходу стружки рис.5.4.

а	б
а – схема утворення куту зсуву; б – мікрофото (100×) V - швидкість головного робочого руху; Vс - швидкість сходу стружки; Рисунок - 5.4 Кут зсуву β і утворення стружки.

Зменшення кута γ призводить до збільшення усадки стружки і зменшення кута зсуву - β і збільшення кута напрямку сходу стружки - v_с відносно напрямку головного робочого руху.

Тема лекції 6. Наростоутворення (1)

6.1. Наріст та механізм його утворення.

Металографічним методом дослідження встановлено, що при малих швидкостях різання (V = 0,35-0,5 м/с) і малих значеннях подачі при утворенні стружки на передній поверхні різця іноді утвориться шар металу – наріст, що по будові відрізняється від оброблюваного матеріалу й стружки. Наріст - це результат складного процесу, що відбувається в зоні тертя різця зі стружкою й оброблюваним матеріалом рис.6.1.

Рисунок -6.1 Мікрофотографія наросту при обробці матеріалу схильного до наростоутворення

Єдиної думки про причини виникнення наросту в процесі різання немає. Це пояснюється складністю явища наростоутворення, що залежить від багатьох факторів. Існує ряд пояснень механізму утворення наросту:

1. Наріст утвориться із часток оброблюваного матеріалу, спресованих під тиском стружки, що сходить, у клиноподібне тіло, що прилипає до передньої поверхні інструмента;

2. Застійна зона металу стружки, що міцно приєднується до передньої поверхні інструмента, утворює наріст;

3. Наріст є результатом злипання оброблюваного й інструментального матеріалів при їхньому пластичному деформуванні, а також механічного зчеплення стружки за нерівності передньої поверхні інструмента; з підвищенням температури зчеплення відбувається при менших пластичних деформаціях і тисках;

4. Наріст утвориться внаслідок гальмування стружки на передній поверхні інструмента.

У цьому випадку через великий тиск із боку стружки на інструмент і високу температуру пластично деформованого металу, а також під впливом мікронерів­ностей передньої поверхні, відбувається гальмування нижнього шару стружки, внаслідок чого утвориться тонкий загальмований шар і рух металу в стружку відбувається по цьому шарові з подоланням внутрішнього тертя (див. рис 6.2).

Наріст має форму клина, передній кут γ_н який менше, ніж кут γ. Внаслідок надзвичайно сильної деформації наріст здобуває більшу в 2,5-3,5 рази твердість, ніж твердість оброблюваного матеріалу, а тому сам бере участь у процесі різання.

Рисунок -6.2 Зміна величини переднього кута γ в наслідок утворення наросту.

Наріст, досягши певної величини по висоті, може через порівняно короткий час частково або повністю зруйнуватися або зберегти стійкість протягом значного часу роботи інструмента. Після досягнення максимальної величини наріст якийсь час залишається стабільним, а потім частково або повністю руйнується. Потім відбувається його відновлення за рахунок нових часток оброблюваного матеріалу. Поява й зникнення наросту приводить до того, що кут різання є величиною змінною. Крім того вершина різця зміщається нагору.

Рисунок -6.3 Схема утворення наросту Ап - Бп – динамічна поверхня наросту; А1 – Б1 – статична поверхня наросту; А1 – Ап, Б1 – Б – поверхні наросту на яких швидкість переміщення матеріалу що зрізується змінюється від 0 до V.