4.1.2. Сливная стружка.

Образуется сливная стружка, когда наибольшее касательное напряжение, возникающее в плоскости сдвига, не достигает предела прочности, и разрушения не наступает (рис. 4.1, б). Стружка является сплошной с гладкой стороной, примыкающей к резцу, называемой контактной. Противоположная сторона, называемая свободной, покрыта мелкими зазубринками – насечками и при высоких скоростях резания имеет бархатистый вид. Площадка соприкосновения стружки с передней поверхностью называется площадкой контакта. Ее ширина С = (1,5…6) a.

Процесс образования такой стружки протекает наиболее плавно, качество обработанной поверхности получается выше. Поэтому при проектировании технологических процессов следует стремиться именно к этому типу стружки.

4.1.3. Суставчатая стружка.

Суставчатая стружка (рис. 4.1, в) образуется, когда разрушение наступает не на всей толщине (в плоскости сдвига). Эта стружка занимает среднее положение между элементной и сливной.

4.1.4. Стружка скалывания.

Стружка скалывания (рис. 4.1, г) состоит из отдельных, не связанных друг с другом кусочков различной формы и размеров. Образуется, когда снимаемый слой материала разрушается под действием нормальных напряжений. Разрушение происходит по наиболее непрочным местам и может располагаться даже ниже поверхности резания, в результате чего обработанная поверхность будет покрыта следами выломанных из нее кусочков стружки. Образование такой стружки особо нежелательно, т.к. качество обработанной поверхности получается пониженным, а процесс резания протекает неспокойно и ему сопутствует мелкая металлическая пыль.

5. Влияние факторов процесса резания на тип

образующейся стружки.

Пластичные металлы образуют стружки сдвига (элементную, сливную или суставчатую). Хрупкие материалы – стружки надлома или элементную.

На переход стружки от элементной к суставчатой и от суставчатой к сливной для пластических материалов влияют изменения следующих факторов:

1. увеличение пластичности и уменьшение твердости и прочности обрабатываемого материала;

2. увеличение переднего угла ;

3. увеличение угла наклона режущей кромки ;

4. уменьшение толщины срезаемого слоя а (или подачи S);

5. увеличение скорости резания V (влияние это наиболее сложно, т.к. в зоне определенных скоростей образуется нарост; при обработке некоторых жаропрочных сталей и сплавов, титановых сплавов наблюдается противоположное влияние на тип стружки, а физическая причина до настоящего времени полностью не выяснена);

6. применение СОЖ (смазывающе-охлаждающей жидкости).

4.2. Процесс образования сливной стружки.

Процесс образования сливной стружки (рис. 4.2) схематично может быть представлен в следующем виде. Под действием режущего клина в обрабатываемой заготовке образуется зона OHGABCO напряженного состояния, в которой происходит деформация зерен материала, условно представленных в виде сфероидов. Эту зону называют зоной первичной деформации.

Рис. 4.2. Схема процесса образования сливной стружки: 1 – зона первичной деформации; 2 – зона вторичной деформации; 3 – текстура стружки.

По линии AGH материал начинает деформироваться. По мере приближения к линии BCO максимального значения. При этом сфероиды превращаются в эллипсоиды, большая ось которых соответствует направлению перемещения (скольжению) слоев материала.

Цепочки эллипсов в направлении их больших осей представляют собой линии текстуры деформации стружки. Направление их по отношению к плоскости сдвига характеризуют углом текстуры . Линии текстуры видны на микрошлифах корней стружек.

В результате наличия сил трения стружки о переднюю поверхность, слои, находящиеся в непосредственной близости к этой поверхности, будут отставать от остальных слоев. В результате возникает зона вторичной деформации OCD. Ширина ее составляет примерно ½ С, а толщина ~ 0,1 толщины а_с стружки. Линии текстуры стружки в результате вторичной деформации изгибаются в сторону, обратную движения стружки.

Под действием сил резания зона первичной деформации (линия GHO) распространяется ниже плоскости резания. В результате упругого восстановления Δ_y образуется площадка контакта С₃ по задней поверхности. Под действием сил трения о заднюю поверхность сдеформированные в зоне GHO зерна материала будут испытывать вторичную деформацию.

Таким образом, поверхностный слой толщиной Δ при резании получается сдеформированным, наклепанным. Физико-механические свойства этого слоя во многом определяют эксплуатационные качества деталей машин. При черновой обработке, где силы резания большие, глубина деформированного слоя будет больше. Если при последующей обработке инструмента режущая кромка инструмента будет работать по наклонному слою, то она будет быстро изнашиваться. Поэтому при проектировании технологических процессов необходимо предусматривать такие припуски, чтобы исключить работу режущих кромок инструмента по дефектному слою.

Сложность физических процессов, происходящих в зонах первичной и вторичной деформации, не позволяет дать простых математических методов их количественного описания. Поэтому при инженерных расчетах реальный процесс стружкообразования заменяют его упрощенной моделью. При передних углах инструмента, толщина срезаемого слоя и скоростях резания, применяемых в производственных условиях, протяженность FQ зоны первичной деформации резко уменьшается, ее границы ОА и ОВ сдвигаются, приближаясь к некоторой линии ОЕ, наклонной к поверхности резания под углом , которую называют условной плоскостью сдвига. Такая модель позволяет рассматривать деформированное состояние в плоскости и подчиняется закономерностям простого сдвига.