- •Прийняті позначення в межах курсу «теорії різання»
- •1.1 Предмет науки про різання, мета вивчення курсу.
- •1.5 Елементи різання. Основні поняття й визначення.
- •2.1 Загальні відомості про геометрію різця.
- •2.2 Системи координат.
- •Координатні площини
- •2.3 Кути основні та похідні в статиці.
- •2.4 Вплив на зміну кутів положення різця відносно заготовки та кінематичних параметрів (швидкість, подача).
- •3.1 Елементи шару що зрізується
- •4.1. Вимоги до інструментальних матеріалів.
- •4.6.Тверді сплави.
- •4.7.Мінералокераміка.
- •4.8.Надтверді матеріали (Алмаз, Ельбор).
- •5.1. Загальна характеристика фізичних явищ при різанні.
- •5.2. Пластична деформація при різанні. Дислокаційна теорія пластичної деформації.
- •5.3. Площина зсуву.
- •5.5. Зона стружкоутворення.
- •6.1. Наріст та механізм його утворення.
- •6.2. Залежність наросту від різноманітних факторів (властивостей оброблюваного матеріалу, геометрії інструмента, режимів різання).
- •6.3. Вплив наросту на процес різання та заходи боротьби з ним.
- •7.1. Види стружки, класифікація її по виду деформації та її ступеню.
- •7.2. Вплив на вид стружки різноманітних факторів.
- •7.3. Характеристики стружки (коефіцієнти стовщення, розширення та скорочення стружки, напрямок збігу стружки та кут збігу, формула Тиме і.А, поняття про відносний зсув.
- •7.4. Залежність коефіцієнта усадки стружки як показника ступеню пластичної деформації від різноманітних факторів (пластичності матеріалу, режимів різання, геометрії інструмента).
- •8.1. Визначення сили стружкоутворення.
- •Вплив режиму різання на складові сили різання
- •9.1. Показники, які визначають якість обробленої поверхні, шорсткість, зміцнення, залишкові напруження.
- •11.1. Зовнішні ознаки зношування, лінійний та масовий показник зношування інструмента
- •11.5. Вплив на стійкість інструменту підвищення сили різання при обробці переривистих поверхонь на деталі при різних видах механічної обробки.
- •12.3. Способи застосування зор в залежності від умов різання.
5.1. Загальна характеристика фізичних явищ при різанні.
Різання металів є складним процесом, що супроводжується комплексом фізичних і хімічних явищ. Знання фізичної суті процесу різання має практичне значення, що дає можливість керувати процесом різання, забезпечуючи максимально можливу продуктивність обробки деталей при заданій точності обробки і необхідній якості поверхні.
Метали і їх сплави мають полікристалічну структуру (кристалів, що мають неправильну геометричну форму). У свою чергу кристаліти складаються з окремих атомних осередків. Відстань, між атомами в різних кристалографічних площинах різна, тому кристали анізотропні.
Шар металу оброблюваної заготовки, що підлягає видаленню, у процесі зрізання піддається деформаціям. При обробці пластичних металів, наприклад сталі, шар спочатку піддається пружній деформації, що швидко переходить у пластичну. Частка пружної деформації в порівнянні із пластичною невелика. Чим границя текучості т нижче межі міцності в, тим більшої буде пластична деформація. При обробці крихких металів (чавун), відділення шару що зрізується, може відбутися й без пластичного деформування в результаті пружної деформації й відриву. Таким чином, при різанні пластичних металів переважають пластичні деформації, а при різанні крихких - пружні. При пластичному деформуванні змінюється форма, розмір кристаліта й міжатомні відстані, порушується структура – генерується значна кількість дислокацій і точкових дефектів. Все це приводить до напруженого стану матеріалу й до зміни його властивостей: підвищенню твердості й зменшенню в'язкості, у результаті чого метал стає більше крихким (явище наклепу).
Процес пластичної деформації супроводжується тепловиділенням. Більша частина механічної енергії, затрачуваної на деформацію матеріалу, перетворюється в тепло й лише незначна її частина переходить у потенційну енергію кристалічного стану.
Внаслідок утворення тепла при пластичному деформуванні і підвищенні температури в зоні різання мають місце процеси рекристалізації, які призводять до часткового відновлення механічних властивостей завдяки усуненню внутрішніх напружень та фоні часткового відновлення структури, що була до пластичної деформації. Процеси рекристалізації з'являються при певній для кожного металу температурі, залежно від температури плавлення. Наприклад, для жароміцної сталі на нікелевій основі температура повної рекристалізації 1273К. Для конструкційної вуглецевої сталі - 723 К.
У конструкційної легованої сталі сили зчеплення між атомами більше, а тому й температура рекристалізації вище. Якщо при пластичній деформації температура вище температури рекристалізації, наклепу не буде. Тобто, пластична деформація може супроводжуватися конкуруючими процесами: наклепом (зміцненням) і рекристалізацією (зниженням міцності).
У процесі різання виникає тертя між стружкою й передньою поверхнею інструмента, оброблюваною деталлю й задньою поверхнею. Від тертя значною мірою залежить величина сил різання. Це впливає на зношування інструмента, і є однією із причин утворення наросту. При терті може відбутися адгезія, що проявляється в злипанні стружки з передньою поверхнею інструмента.
Компоненти середовища, у якій відбувається різання, вступаючи в хімічні реакції з оброблюваним і інструментальним матеріалами, можуть утворювати окисли, нітриди, гідриди, які відіграють значну роль у зношуванні інструмента, а також змінюють властивості оброблюваного матеріалу. При порівняно високих температурах може виникати дифузійний процес, при якому відбувається взаємне розчинення оброблюваного й інструментального матеріалів. У результаті дифузії змінюється хімічний склад і структура поверхневих шарів контактуючих матеріалів.
За певних умов у процесі різання з'являються вібрації, які в свою чергу впливають на механізм деформації та на всі складові процесу стружкоутворення.
Всі ці фізичні й хімічні явища відіграють значну роль у процесах різання і зношуванні інструменту. Міра їхнього негативного впливу може бути передбачена і навіть знижена за рахунок правильного вибору властивостей інструментального матеріалу, параметрів режиму різання, геометричних параметрів інструмента, состава СОЖ і ін.