Ключевые слова и понятия

Главное движение резания, движение подачи, элементы резания, глубина резания, подача, скорость резания, сечение срезаемого слоя, ширина срезаемого слоя, толщина среза, площадь номинального сечения, действительная площадь среза, главная режущая кромка, вспомогательная режущая кромка, свободное резание, осложненное резание, прямоугольное резание, косоугольное резание, главный угол в плане, вспомогательный угол в плане.

Контрольные вопросы

1. Что такое кинематическая схема резания?

2. Дайте определения главного движения резания и движения подачи.

3. Какие элементы составляют режим резания?

4. Как подсчитать скорость резания при точении?

5. Какими могут быть направления движения подачи при точении, строгании и долблении?

6. Дайте определения подачи и глубины резания.

7. Как влияют главный угол в плане и радиус закругления при вершине резца на соотношение ширины и толщины среза?

8. Какое резание называется свободным и осложненным, прямоугольным и косоугольным?

Гл а в а 5. Физические основы процесса резания металлов

5.1. Процесс разрезания и резания

Пусть требуется удалить с заготовки поверхностный слой толщинойa (рис. 5.1). Если этот слой удалять вдавливанием пластины с силой Р, то при уменьшении до бесконечно малых величин толщины пластины-инструмента и сил трения, возникающих при ее движении в пластине-заготовке, процесс разрушения последней заключается в нарушении атомных связей по единственной поверхности ABCD (подобно разрезанию масла тонким острым ножом).

Рис. 5.1. Схема процесса разрезания

Так как при резании металлов механические свойства заготовок и инструментов соизмеримы, инструменты изготавливают не в виде пластины, а в виде клина, что полностью меняет характер процесса удаления поверхностного слоя, так как одновременно с разрывом атомных связей по определенной плоскости ABCD (что выполняется режущей кромкой инструмента) необходимо отвести в сторону все частицы отделяемого слоя, что достигается пластической деформацией срезаемого слоя металла (рис. 5.2).

Кроме того, так как невозможно выполнить кромку инструмента в виде геометрической линии (она всегда закруглена), возникают деформации не только выше плоскости разрыва, но и ниже ее, на некоторой глубине под обработанной поверхностью.

Рис. 5.2. Схема процесса резания металлов

На практике в подавляющем большинстве случаев приходится иметь дело с осложненным резанием. При научных же экспериментах, когда требуется изучить процесс резания без осложнения его дополнительными деформациями, чаще прибегают к свободному резанию.

Если бы в процессе резания энергия затрачивалась только на разрыв атомных связей по единой плоскости, то она была бы исчезающе мала и в пределе равнялась бы только работе образования новой поверхности.

В действительности же энергия расходуется практически полностью на пластическую деформацию металла и преодоление возникающих при этом сил трения.

Таким образом, несмотря на то, что целью процесса резания является осуществление разрыва атомных связей по какой-то поверхности и образование новой (обработанной) поверхности детали, закономерности резания обусловлены закономерностями пластической деформации металла, находящегося выше (а также и ниже) линии среза. Этим и определяется значение теории пластической деформации срезаемого слоя для научного рассмотрения процесса резания металлов.