Влияние углов резца на процесс резания

С изменением угла φ перераспределяются составляющие результирующей силы резания в плоскости Р_V.

С уменьшением угла φ возрастает радиальная составляю­щая Р_y и уменьшается осевая составляющая Р_x, снижается шеро­ховатость обработанной поверхности, увеличивается активная ра­бочая длина главной режущей кромки, уменьшается сила и тем­пература резания, приходящиеся на единицу длины кромки, возможно возникновение вибраций, снижающих качество обра­ботанной поверхности. При обработке длинных тонких деталей следует увеличивать угол φ (φ_max= 90°).

С уменьшением угла φ^’ снижается шероховатость обрабо­танной поверхности, увеличивается прочность вершины резца и уменьшается ее износ, но возрастают вибрации.

При изменении угла α изменяется трение между главной зад­ней поверхностью резца и поверхностью резания заготовки, в связи с чем изменяется износ резца.

С изменением угла γ изменяется деформация срезаемого слоя, изменяется сила резания и расход мощности, изменяются прочность резца, величина износа и условия теплоотвода от режущей кромки. При обработке деталей из хрупких и твердых материалов угол γ может быть отрицательным.

Изменение угла λ изменяет направление схода стружки. При чистовом точении положительный угол λ может ухудшать качество обработанной поверхности.

В динамике при резании происходит незначительное изменение величины углов: γ увеличивается, а α уменьшается.

Физические закономерности (явления) процесса резания

Резание металлов - сложный процесс взаимодействия режущего инструмента и заготовки, сопровождающийся рядом физических явлений, таких как:

1) стружкообразование,

2) усадка стружки,

3) силы резания,

4) наростообразование,

5) упрочнение (наклеп) поверхностного слоя,

6) тепловыделения в зоне резания,

7) трение и износ инструмента,

8) вибрации.

1) Стружкообразование и виды стружек.

Процесс резания металла и образование стружки осуществляется в определенной последовательности (Рис.61а):

- под действием силы резец вдавливается в металл, при этом в срезаемом слое возникают упругие деформации, которые, накапливаясь по абсолютной величине, переходят в пластические;

- возрастание пластической деформации приводит к сдвиговым деформациям - смещению частей кристаллов относительно друг друга;

- сдвиговые деформации вызывают скольжение отдель­ных частей зерен по плоскостям скольжения (по линии 0 - 0);

- плоскости скольжения дробят зерна на отдельные части (пластины), зерна при этом вытягиваются, располагаются цепочкой, металл упрочняется;

- при максимальной величине пластической деформации зерна смещаются относительно друг друга и скалывается элемен­тарный объем металла.

Рис.61. Схема процесса стружкообразования (а)

и виды стружек: б) сливная; в) скалывания; г) надлома.

Следовательно, резание - это процесс последовательного деформирования срезаемого слоя материала; упругого и пластического разрушения.

При резании металлов с разными физико-механическими свойствами образуется три вида стружек: сливная, скалывания и надлома.

Сливная стружка (рис.61б) образуется при резании пластич­ных металлов и сплавов и представляет собой сплошную ленту с гладкой прирезцовой стороной и зазубринами на внешней стороне.

Стружка скалывания (рис.61в) образуется при обработке металлов средней твердости. Она состоит как бы из отдельных элементов, соединенных между собой в ленту.

Стружка надлома (рис.61г) образуется при обработке хрупких металлов и состоит из отдельных элементов, не связанных между собой.

Вид стружки кроме физико-механических свойств металла еще зависит от: режима резания, геометрии режущего инструмента, применяемых смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ).