7.3. Характеристики стружки (коефіцієнти стовщення, розширення та скорочення стружки, напрямок збігу стружки та кут збігу, формула Тиме і.А, поняття про відносний зсув.

Різання металу в загальному вигляді параметризується площиною зрізаного шару та його довжиною. Аналізу підлягають лише площини перетину шару що зрізується (а × b) і стружки (а₁ × b₁) рис. 2.1.

Виходячи з посилання теорії пластичності про незмінність об’єму деформованого металу: зміна площини перетину стружки відносно площини перетину шару що зрізується дає зміну відношення їх довжин. На відміну від теорії пластичної деформації де має місце зменшення площини перетину при стружкоутворення площа перетину збільшується тому це явище отримало називу - усадка стружки.

а – товщина зрізаного шару; b – ширина зрізаного шару; а1 – товщина стружки; b1 - ширина стружки; V – швидкість робочого руху. Рисунок - 7.5 Елементи режиму різання при стружкоутворенні.

Аналітично поняття усадка стружки має вигляд:

ξ_l = l/l₁ ≤ 1; ξ_a = a/a₁ ≥ 1; ξ_b = b/b₁ ≥ 1; K_l = l₁/l = 1/ ξ_l > 1.

Де ξ_l – поздовжня та ξ_a – поперечна усадки стружки; ξ_b – розширення стружки; K_l – коефіцієнт усадки стружки; l, a, b – довжина, товщина та ширина зрізаного шару заготовки; l₁, a₁, b₁ – довжина, товщина та ширина стружки.

7.4. Залежність коефіцієнта усадки стружки як показника ступеню пластичної деформації від різноманітних факторів (пластичності матеріалу, режимів різання, геометрії інструмента).

Пластична деформація при різанні зовнішньо проявляється в тому що довжина стружки l₁ коротше шляху l що пройшов різець по обробленій поверхні.

При співвідношенні b/а ≥ 5 (найбільш сприятливі умови стружкоутворення) ширина стружки b₁ - майже не змінюється відносно ширини шару що зрізується b,

Таким чином з певною точністю можна записати:

де K_l - коефіцієнт поздовжньої усадки стружки буде дорівнювати коефіцієнту усадки стружки по товщині.

Для експериментального дослідження K_l існує декілька способів один з них ваговий метод:

- після точіння заготовки вимірюємо площу шару що зрізується (а × b);

- з отриманої стружки підбирається характерний фрагмент, який зважується та вимірюється: m, l₁×a₁×b₁;

- виходячи з того що при деформації V = l×a×b = l₁×a₁×b₁, визначаємо l, за допомогою рівняння, де l:

Після чого розраховується усадка ξ_l , ξ_a, ξ_b та K_l – коефіцієнт усадки стружки за відомими формулами ξ_l = l/l₁; ξ_a = a/a₁; ξ_b = b/b₁; K_l = l₁/l = 1/ ξ_l .

При малих розмірах стружки для вимірювань використовують мікроаналіз: підбираються східні за розмірами фрагменти стружки з кожної серії експериментів рис 7.6,а. Потім зразка встановлюємо в гільзу та заливаємо епоксидною смолою, що зафіксує об’єкт досліду для подальшої його підготовки (рис. 7.6,б);

а	б
Рисунок - 7.6. Вигляд окремого фрагменту стружки (а), і залитих в епоксидний компаунд фрагментів стружки(б).

Далі готується шліф: планування поверхні на шліфувальним кругом (близько третини ширини стружки); шліфування шкуркою (зерно 600 ÷ 3000) – на дисковому шліфувальному верстаті; полірування алмазними пасти від 17÷34мкм. до 3÷5мкм.

При вимірюванні параметрів стружки та дослідження мікроструктури зразків використовуються металографічні мікроскопи (МІМ – 6, МІМ – 7, МІМ – 8), оснащені відеокамерою з видачею сигналу на TV тюнер комп’ютера. Збільшення мікроскопа тарується, по об’єкт – мікрометру ГОСТ 7513 – 75

Тема лекції 8. Сила стружкоутворення (2)

У процесі різання на лезо інструмента діють сили опору переміщенню його по траєкторії робочого руху. Результуюча цих сил називається силою різання. Сили опору робочому руху не стабільні, їх значення можуть коливатися на ±(2÷10)% від середньої величини.

Джерелами опору робочому руху лез є:

- Опір шару що зрізується пластичній деформації (робота стружкоутворення);

- Опір пластично деформованих металів руйнуванню в місцях виникнення нових поверхонь (робота розриву міжатомних зв'язків);

- Опір деформації вигину й ламанню стружки (робота деформації);

- Сили тертя на передній і задніх поверхнях робочої частини інструмента (робота сил тертя).