4. Деформация срезаемого слоя

При превращении срезаемого слоя в стружку размеры стружки , длина L_C и ширина b_C (рис. 4.5) отличаются от размеров отрезаемого слоя а, L и b, из которого стружка образовалась. Причем

Степень изменения размеров стружки по сравнению со срезаемым слоем характеризуют тремя коэффициентами изменения формы:

коэффициентом утолщения ,

коэффициентом усадки или укорочения ,

коэффициентом уширения .

Значения коэффициентов .

Рис. 4.5. Размеры срезаемого слоя и стружки.

Для практических целей K _а используется относительно редко, т.к. из-за наличия зубчиков на стружке точно измерить толщину а_с стружки затруднительно. Коэффициент K _b близок к I (K _b = 1,05…1,10) и является малочувствительным к изменению различных факторов. В ряде случаев им пренебрегают (K _b =1). Коэффициент усадки K _L определяется проще и по этому для характеристики процесса стружкообразования используются наиболее часто. Характеризует коэффициент усадки деформационные процессы, которые происходят в срезаемом слое. Однако он может являться лишь внешним и только качественным показателем.

На коэффициент усадки стружки основное влияние оказывает род и механические свойства материалов обрабатываемой детали, передний угол инструмента, скорость резания, толщина срезаемого слоя и смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ).

1. При резании пластичных материалов K _L = 1,5…2,5 . Чем прочнее и тверже материал, тем меньше коэффициент усадки.

2. Увеличение переднего угла уменьшает коэффициент усадки.

3. Принципиальное влияние скорости резания на коэффициент усадки представлено графиками (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Схема влияния скорости резания на высоту нароста и коэффициент усадки стружки: 1 – высота шероховатости Н; 2 – коэффициент усадки KL для материалов, не образующих нарост; 3 – коэффициент усадки KL для материалов, образующих нарост.

Кривая 2 соответствует резанию металлов, не склонных к наростообразованию. В этом случае по мере увеличения скорости резания коэффициент усадки вначале быстро, а затем более медленно уменьшается. Указанное влияние объясняется уменьшением коэффициента трения между стружкой и передней поверхностью при увеличении температуры на передней поверхности инструмента.

При резании материалов, склонных к наростообразованию (кривая 3), в зоне образования нароста происходит уменьшение коэффициента усадки из-за увеличения фактического переднего угла. Причем наибольшее уменьшение соответствует максимальной высоте нароста. В остальном кривая 3 ведет себя также, как и кривая 2.

4. При увеличении толщины срезаемого слоя коэффициент усадки уменьшается. Объяснить это явление можно наличием радиуса округления режущей кромки. На округленной части резко уменьшается передний угол и увеличивается деформация срезаемого слоя. При увеличении толщины срезаемого слоя доля толщины, приходящаяся на округленную часть, уменьшается и степень деформации будет меньше.

В зоне скоростей, при которых образуется нарост, зависимость K _L от а более сложная. В действительности влияние толщины среза связано с температурой на передней поверхности инструмента. Экспериментально доказано, что при постоянной температуре коэффициент усадки не зависит от толщины срезаемого слоя. Экспериментальные данные позволили А.М. Розенбергу сделать заключение о преобладающем влиянии на коэффициент усадки стружки при постоянном переднем угле на толщины срезаемого слоя и скорость резания.

При проектировании технологических процессов обработки резанием следует по возможности выбирать схемы обработки, режимы резания и геометрические параметры инструментов такими, чтобы коэффициент деформации был меньше. В этом случае обеспечиваются меньшие затраты энергии, меньшие силы резания, что в сою очередь, дает возможность повысить точность и производительность процесса обработки, снижать расход инструмента.