3. Характеристики пластической деформации при резании

Мерой деформации простого сдвига является относительный сдвиг. Оп­ределим эту характеристику для условий стружкообразования (рис. 8.5).

Величина абсолютного сдвига s=mp+pq. Выразим отрезки mp и pq че­рез толщину х :

mp=х ctg (8.4)

pq=х ctg=ctg[90-(-)]=x tg(-) . (8.5)

Тогда s=х[сtg +tg(-)]. (8.6)

Так как =s/х, то выражение для определения относительного сдвига принимает вид

=ctg+tg(-) . (8.7)

Рис. 8.5. Схема для определения относительного сдвига при резании – Модель Тиме.

Величину угла сдвига  можно определить по длине стружки, при пе­ремещении инструмента на расстояние L длина образовавшейся стружки будет равна L_C.

Отношение L/L_С=К₁ называется коэффициентом усадки стружки. Выра­зим угол сдвига через коэффициент усадки стружки

(8.8)

Связь между коэффициентом усадки стружки и относительным сдвигом выражается формулой

(8.9)

Угол сдвига, относительный сдвиг и коэффициент усадки стружки являются характеристиками пластической деформации при резании. При известном значении переднего угла  и экспериментально установленном значении К_l можно рассчитать значение угла сдвига и относительный сдвиг.

Коэффициент усадки стружки измеряется по отношению длины пути инструмента L (рис. 8.6) к длине стружки L_С, либо по отношению толщины стружки а_С к толщине среза а. Изменение ширины стружки b_С по сравнению с шириной среза b, вызванное наличием некоторой деформации сжатия, незначительно, поэтому этим изменением обычно пренебрегают. Тогда

(8.10)

Рис. 8.6. Размеры срезаемого слоя и стружки

Если невозможно в опытах получить кусочки стружки достаточно боль­шой длины, применяется так называемый весовой метод с использованием кусочков L_C=1020 мм. Bес стружки G в мг равен

(8.11)

где   плотность обрабатываемого материала в г/см³. Коэффициент усадки стружки

(8.12)

Коэффициент усадки стружки не является количественным показателем степени деформированности срезаемого слоя. На его величину в значи­тельной мере влияет передний угол инструмента, наличие гребешков на свободной поверхности стружки и неравномерность ее деформации по тол­щине. При резании некоторых материалов K_l1, однако, это не значит, что деформация стружки отсутствует, поскольку при этих условиях 0. Тем не менее коэффициент усадки стружки позволяет качественно оценить раз­ные условия резания с точки зрения действующих сил, энергонапряженнос­ти процесса, температуры и т.д. Коэффициент усадки стружки при резании пластичных материалов больше, чем при резании хрупких. С увеличением переднего угла инструмента, толщины среза и скорости резания коэффици­ент усадки стружки уменьшается, а от ширины среза он практически не зависит. При использовании СОЖ, снижающей трение между стружкой и инс­трументом, коэффициент усадки стружки уменьшается.

Скорость v_, с которой осуществляется сдвиг по условной плоскости сдвига, можно получить путем разложения вектора скорости резания v на вектор v_ и вектор скорости трения, равной по величине скорости стружки v_c (рис. 8. 7).

Скорость сдвига

(8.13)

Определим скорость стружки

(8.14)

Рис.8.7. Схема для определения скоростей сдвига, и стружки

Отсюда

(8.15)

т.е. скорость стружки меньше скорости резания и увеличивается с уменьшением коэффициента усадки стружки.