7. Дробление стружки при точении

Дробление стружки на токарных операциях является одной из сложных проблем в современной металлообрабатывающей промышленности. Особенно актуально она стоит в условиях автоматизированного производства, эффективность которого резко снижается при вынужденных простоях, связанных с удалением путаной стружки (см. рис.7.1).

Рис.7.1. Деталь, опутанная стружкой.

Кроме того, путаная стружка является одной из самых распространенных причин производственного травматизма при работе на станках с ручным управлением.

Сложность проблемы дробления стружки для тех или иных условий производства привела к появлению множества методов её решения. Однако следует отметить, что в настоящее время наиболее удачно она решается на основе использования СМП. В сочетании с режимами резания, а в некоторых случаях и схемой срезания припуска, геометрия передней поверхности СМП позволяет получить приемлемую форму стружки для каждого конкретного случая обработки.

Некоторые формы передних поверхностей СМП, выпускаемых САНДВИК - МКТС, приведены на рис. 7.2.

Рис.7.2. Формы передней поверхности СМП

Степень дробления стружки принято оценивать объемным коэффициентом, представляющим собой отношение объема стружки к объему снятого металла [3]. С измельчением стружки, величина этого коэффициента уменьшается, однако, он никогда не будет равен единице. В таблице 7.1 приведены значения объемных коэффициентов для различных видов стружки, которые встречаются в реальных условиях производства.

Таблица 7.1

Объемные коэффициенты различных видов стружки

Вид стружки	Объемный коэффициент
Лентообразная	300-400
Путаная	200-300
Спиральная длинная	60-80
Спиральная короткая	40-50
Вид стружки	Объемный коэффициент
Плоская спираль	10-15
Гофрированная (суставчатая)	8-9
Дробленая полукольцами	5-6

Исследованиями установлено, что стабильное дробление стружки на стадии в виде полуколец, заключается в следующем. Сходя по передней поверхности, стружка завивается в виток, радиусом R, свободный конец которого упирается либо в поверхность резания, либо в главную заднюю поверхность. Схематично это представлено на рис.7.3. Под воздействием вновь образующихся элементов и реакции со стороны поверхности резания (главной задней поверхности) виток стремится разогнуться, что приводит к увеличению его радиуса. В результате этого слои прирезцовой стороны стружки сжимаются, а слои свободной поверхности, напротив, растягиваются. При достижении напряжений, превосходящих значения предела прочности материала стружки, происходит разрушение витка (в точке А на рис.7.3).

Взаимодействие свободного конца стружки с поверхностью резания либо с главной задней поверхностью зависит от угла схода стружки по отношению к главной режущей кромке, а также от высоты бурта, образованного поверхностью резания. В том случае, когда стружка сходит практически по нормали к главной режущей кромке, то её дробление происходит в соответствии со схемой а на рис.7.3.

а)	б)
Рис.7.3. Дробление стружки при взаимодействии: а) с поверхностью резания; б) с задней поверхностью.

На рис.7.4 с помощью цифровой видеокамеры зафиксирован момент образования такой стружки.

Рис.7.4. Взаимодействие стружки с поверхностью резания.

Однако в большинстве случаев дробление осуществляется по схеме б, что представлено на рис 7.5.

Рис.7.5. Взаимодействие стружки с задней поверхностью.

Также известно, что процесс дробления стружки во многом определяется диаметром витка стружки и формой её поперечного сечения [4]. Геометрия передней поверхности современных СМП как раз и позволяет управлять этими параметрами стружки.

Для облегчения выбора стружкодробящей геометрии на современных формах СМП введена её балльная оценка [6]. Балл «5» соответствует наивысшей оценке, балл «0» свидетельствует о неспособности геометрии СМП обеспечить дробление стружки при тех или иных условиях обработки. В таблице 7.2 приведена балльная оценка стружкодробящей способности СМП, выпускаемых САНДВИК-MKTC и предназначенных для обработки материалов группы Р.

Таблица 7.2