Примечание:

При выборе инструментального материала предпочтение следует отдавать металлокерамическим твёрдым сплавам. Свёрла, для обработки металлических материалов, изготавливаются только из быстрорежущей стали Р6М5.

44. Сущность процесса резания материалов- стружкообразование при резании, контактные явления в процессе стружкообразования, наростообразование при резании металлов. Сила, работа и скорость резания. Понятие обрабатываемости.

Обработка металлов резанием – это процесс срезания режущим инструментом с поверхности заготовки слоя металла в виде стружки для получения необходимой геометрической формы, точности размеров, взаиморасположения и шероховатости поверхностей детали.

Заготовками для деталей служат отливки, поковки и штамповки, сортовой прокат. Используются как черные так и цветные металлы.

Слой металла, удаляемый с заготовки при резании, называется припуском.

В зависимости от применяемого инструмента различают следующие виды обработки материалов резанием:

1. Лезвийная обработка (резцы, фрезы, сверла и др.)

2. Абразивная обработка (круги, бруски, пасты и др.)

3. В физико-химических средах (электролиты, плазма, луч лазера и др.).

Резание металлов – сложный процесс взаимодействия режущего инструмента и заготовки, сопровождающийся определенными физическими явлениями.

Под действием нормальных и касательных напряжений срезаемый слой пластически деформируется. Рост пластической деформации приводит к сдвиговым деформациям, т.е. к смещению частей кристаллов относительно друг друга. Это происходит, когда возникающие напряжения превосходят предел прочности обрабатываемого материала. Сдвиговые деформации происходят в зоне стружкообразования скалыванием элементарного объема металла и образованием стружки. Далее процесс повторяется и образуется следующий элемент стружки.

Следовательно, резание может быть представлено как процесс последовательного упругого и пластического деформирования срезаемого слоя металла, а затем его разрушения.

В зависимости от обрабатываемого материала, условий резания, геометрии режущего инструмента изменяется характер стружки.

сливная – сходит в виде ленты, закручивающейся в спираль. Поверхность ее, обращенная к резцу, чистая и гладкая. С обратной стороны она имеет небольшие зазубрины. Образуется при обработке пластичных материалов (мягкой стали, латуни, алюминия и др.) со значительными скоростями скольжения и небольшими подачами инструмента с оптимальными передними углами.

скалывания – состоит из отдельных связанных между собой элементов. Обращенная к резцу сторона ее гладкая, а противоположная имеет большие зазубрины. Образуется при обработке металлов средней твердости с невысокими скоростями резания и значительными подачами резцов, имеющих небольшие передние углы;

надлома – состоит из отдельных не связанных или слабо связанных между собой элементов стружки. Образуется при обработке хрупких материалов (чугуна, бронзы, некоторых сплавов алюминия). Обработанная поверхность имеет большие неровности.

При обработке резанием металл оказывает сопротивление режущему инструменту. Это сопротивление преодолевается силой резания, приложенной к передней поверхности инструмента. Сила резания направлена перпендикулярна передней поверхности резца. Сила резания затрачивается на отрыв элемента стружки от основной массы металла и его деформацию, а также на преодоление трения стружки о переднюю поверхность резца и задней поверхности резца о поверхность резания.

Физические и химические процессы на поверхностях контактирующих тел весьма многообразны и сложны. На передней поверхности инструмента образуются налипы и наросты, изменяющие характер стружкообразования, ухудшающие качество обработанной поверхности и разрушающие режущую кромку. В контактной области возникает целый ряд поверхностных явлений: адгезия, коррозия, диспергирование, упрочнение и разупрочнение поверхностных слоев, диффузия, адгезия, эрозия, окисление и другие физико-химические явления.

При резании пластичных материалов (сталь, латунь) происходит явление, получившее название наростообразования, когда на передней поверхности резца у режущей кромки образуется плотное скопление частиц металла, прочно укрепляющееся на передней поверхности инструмента. Образование нароста объясняется тем, что при некоторых условиях обработки (высокие давления, значительные температуры в зоне контакта стружки с резцом) силы трения между передней поверхностью инструмента и срезанным слоем металла становятся больше сил внутреннего сцепления, и при определенных температурных условиях металл прочно оседает на передней поверхности инструмента. Размеры и форма нароста постоянно меняются. Он периодически разрушается, уносится стружкой и образуется вновь. Металл нароста деформирован, и твердость его значительно (иногда в 2-3 раза) превосходит твердость обрабатываемого металла. Установлено, что интенсивность образования нароста в значительной степени зависит от скорости резания. Наибольшее наростообразование имеет место при скоростях резания 18-30 м/мин, а при скоростях резания до 10-12 м/мин и более 50-70 м/мин нарост на режущем инструменте практически не образуется. Поэтому чистовую обработку выполняют на повышенных скоростях резания.

Резание — это технологический процесс разрушения связей меж­ду частицами обрабатываемого материала по заданной поверхно­сти с целью получения изделия требуемых размеров, формы и ше­роховатости.

Под силой резания понимают силу сопротивления перемещению режущего инструмента относительно обрабатываемой заготовки. Работа силы резания затрачивается на упругое и пластическое деформирование металла, на его разрушение.

Механическая работа — это физическая величина, являющаяся количественной мерой действия силы или сил на тело или систему, зависящая от численной величины, направления силы (сил) и от перемещения точки (точек), тела или системы.

Скорость резания V – это расстояние, пройденное точкой режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении главного движения в единицу времени. Скорость резания имеет размерность м/мин или м/сек.

Совокупность различных свойств обрабатываемого материала, характеризующих способность материала подвергаться обработке резанием, называется обрабатываемостью. Обрабатываемость металлов резанием различна и зависит от их свойств: твердости, прочности, вязкости и.т.п.

45. Механические свойства конструкционных материалов. Основные виды механических испытаний. Диаграмма разрушения пластичных и хрупких материалов. Определение допускаемых напряжений.

Физико-механические свойства конструкционных материалов подразделяются на:

• конструкционные;

• технологические;

• эксплуатационные.