книги из ГПНТБ / Бетанели, А. И. Прочность и надежность режущего инструмента

Как видно из рис. 3.5, с наибольшей интенсивностью разупрочняется высокомарганцовистая сталь П З Л . С относительно меньшей интенсивностью разупрочняется молибденовый сплав ВМ 1. Особую группу материалов составляют жаропрочные нике­ левые сплавы. Эти сплавы мало разупрочняются до температуры ІООО°К. После этого начинается их относительно интенсивное ра­ зупрочнение [89].

Сравнивая температурные зависимости тф для сталей и жаро­ прочных сплавов, приходим к заключению, что при подогреве сре­ заемого слоя сопротивление пластической деформации у сталей падает с большей интенсивностью, чем у жаропрочных материа­ лов. Соответственно, и сдвигающие напряжения на контактных поверхностях при равных температурах у жаропрочных сплавов значительно выше.

По полученным кривым можно иметь приближенное суждение о контактных напряжениях в зонах стружки и поверхности реза­ ния, соответствующих различным температурам резания.

§ 3.2 К О П РЕДЕЛ ЕН ИЮ КОНТАКТНЫХ НАПРЯЖ ЕНИЙ , НАГРУЖ АЮ Щ ИХ КОНТАКТНУЮ ЗОНУ

РЕЖ УЩ ЕЙ ЧАСТИ ИНСТРУМЕНТА

В общем случае напряжения в контактной зоне режущей части инструмента являются следствием нагружения контактными нап­ ряжениями на передней и задней поверхностях, а также по округ­ ленному контуру режущей кромки. На основании принципа су­ перпозиции (независимости действия сил) допустимо раздельное изучение действия этих контактных напряжений. Далее, склады­ вая результаты,' получаем общее решение задачи. Вместе с тем,

.как отмечает Н . Н . Зорев [55], случаи действия сил только на пе­ редней или только на задней поверхности имеют самостоятельный интерес для практики.

і В настоящее время изучены в основном контактные напряже­ ния, действующие на переднюю поверхность. В литературе выс­ казывалось мнение, что эпюра контактных нормальных напря­ жений, действующих на переднюю поверхность, является треу­ гольной. Т . Н . Лоладзе [81] отмечает, что в действительности эпю­ ры нормальных контактных напряжений-, действующих на перед­ нюю поверхность, являются параболическими, а коэффициент

121

тр'ёН'иЛ меняется по поверхности контакта, имея минимальное зна­

напряжений, изменение коэффициента трения по' длине контакта доказываются на основании поляризационно-оптических экспери­ ментов В. Каттвинкеля [163], Г. С. Андреева и В. М. Заварцевой

резным резцом Л . Ф. Камскова [65], М. В. Гордона [40], Д . Т. Ва­

контакта, дал следующую формулу для определения контактных нормальных напряжений:

cb

122

На основании формулы (3.8) показатель степени параболы мо­ жно определить следующим образом:

(3.10)

Ос

Для определения контактного касательного напряжения на участке пластического контакта Н . Н . Зорев [58j предлагает фор­ мулу:

верхностыо.

Е.сли начало координат совместить с режущей кромкой, т.о для определения од могут быть предложены иные формулы, полученнные автором [19,24] на основании обобщения формул, приведен­ ных в работе Ф. Р. Арчибальда [148].

У режущей кромки (r^=0) (tjV= (tiU., а в точке отрыва стружки от передней поверхности (г=с) од = 0 .

Легко показать, что [19, 24] при трапецеидальной эпюре'

=<Ѵ

12а

Для одной и той же нормальной силы, действующей на перед­

Можно показать, что аналогично [148] для параболических эпюр существуют [19,24] соотношения типа (3.14), (3.15) и (3.16). Дей­ ствительно, если площади эпюр S равны

(3.19)

с

$

О

124

(3.22), (3.23) превращаются соответственно в формулы (3.12), (3.13), (3.14), (3.15) и (3.16), а формулы (3.19), (3.20) — в выражения,

определяющие площади обычных треугольных и трапецеидаль­

Имея экспериментальные данные об эпюрах, можно при помо­ щи (3.24) и (3.25) определить п.

На рис. 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 3.10, 3.11, 3.12 показаны параболи­ ческие эпюры контактных нормальных напряжений, полученные на основании поляризационно-оптических исследований при реза­ нии свинца резцами из оптически активных материалов. На рис. 3.7, 3.9 экспериментальные точки получены по данным В . Каттвинкеля [163], на рис. 3.10 — по данным Е . Усуи и Г. Такейяма [178],.

125

о

CM

Рис, 3.10. 7 =

■1*2“

Из формул (3.29), (3.30) и (3.31), получим

В частных случаях, при п —1 формулы (3.29), (3.30), (3.31) превращаются в формулы (3.26), (3.27) и (3.28). В таблицах 3.3 и 3.4 приведены значения п, рассчитанные по формуле (3.32). Вели­ чины (тс взяты по экспериментальным данным Н . Н . Зорева [55], а а3{ — по данным Т. Н . Лоладзе [81].

Рис. З .ІЗ . Распределение • контакт­ ных нормальных напряжений вдоль О 2 ширины контакта в зависимости от

толщины среза.