2.4. Процесс образования и виды стружки

Процесс образования стружки. Если закрепить заготовку А на станке, а резец Б установить на некоторую глубину резания и перемещать под действием силы Р по направлению стрелки (рис. 9, а), то после соприкосновения с заготовкой резец передней поверхностью постепенно будет вдавливаться в металл и сжимать его поверхностный слой. Под давлением резца поверхностный слой металла будет упруго деформироваться, т. е. в нем возникнет определенное напряженное состояние. Если продолжать вдавливание резца в металл, то наступит момент, когда возникшее напряжение превысит сначала предел упругости, а затем и предел прочности данного металла; это приведет к сдвигу по плоскости скалывания N–N и отделению от основной массы металла первого элемента стружки (рис. 9, б). Таким же путем и под воздействием тех же сил от основной массы металла отделяются второй, третий и последующие элементы (рис. 9, в), образуя стружку. Отделение элементов стружки происходит по плоскостям скалывания, параллельным плоскости N–N. Плоскости скалывания и обработанная поверхность составляют угол скалывания ∆. Установлено, что величина угла скалывания для разных металлов колеблется в пределах 145–155° [12].

б б б а б в

Рис. 9. Схема процесса образования стружки: а – процесс вдавливания резца в деталь; б – начало образования стружки; в – образование и отделение стружки

Стружка, образующаяся в процессе резания металлов, пластически деформируется – укорачивается по длине и увеличивается по сечению.

Это явление носит название усадки. Вследствие усадки длина снятой стружки получается короче длины обработанной поверхности (пути, пройденного резцом по поверхности резания).

В общем случае величина усадки стружки зависит от механических свойств обрабатываемого материала, величины переднего резца, скорости резания, подачи и охлаждения. С увеличением переднего угла резца, скорости резания и применения смазочно-охлаждающих жидкостей коэффициент усадки снижается.

Виды стружек. Виды стружек приведены на рис. 10. При резании различных материалов получают три вида стружек – сливную, скалывания и надлома.

Сливная стружка (рис. 10, а) имеет вид непрерывной ленты, завивающейся в спираль; она как бы «стекает» с резца. Такая стружка образуется при обработке вязких металлов (малоуглеродистая сталь, медь, алюминий, свинец и т. д.) с малыми подачами, большими скоростями резания и большим передним углом. Обработанная поверхность имеет гладкий блестящий вид.

а б в
Рис. 10. Виды стружек: а – сливная стружка, б – стружка скалывания, в – стружка надлома

Стружка скалывания (рис. 10, б), состоящая из отдельных элементов, образуется при обработке менее вязких металлов (высокоуглеродистая сталь и т. д.) с большими подачами (большими толщинами стружки), малыми скоростями резания и малым передним углом. Обработанная поверхность имеет ровный вид.

Стружка надлома (рис. 10, в) представляет собой отдельные частицы металла неправильной формы, образуется при обработке хрупких металлов (чугун, бронза). На обработанной поверхности остаются следы неровности.