19. Физико-механические свойства поверхностного слоя.

Свойства оцениваются степенью наклёпа и его глубиной, величиной и знаком остаточных напряжений, микроструктурой и др. параметрами.

Под степенью наклёпа понимают отношение

- микротв-ть обработанной пов-ти;

–микротв-ть исходного материала.

Влияние параметров на степень наклёпа:

- увеличение скорости резания – снижение глубины наклёпа на слоях.

- увеличение силы резания – увеличение глубины наклёпа, коэффициент трения.

Степень наклёпа зависит от вида и св-в обр-го мат-ла (нержав. сталь, жаропрочная, чрезвычайно склонны к наклёпу).

Степень и глубина наклёпа зависит от величины подачи, износа инструмента, радиуса округления реж.кромки, угла резания и факторов приводят к увел. глубины и степени наклёпа.

Следует помнить ,что одновременно с наклёпом ( увелич. твердости и прочности) происходит и обратный процесс – отдых. При увелич. Скорости резания набл-ся интенсивное тепловыделение и происходит разупрочнение поверхности обраб-го материала.

Остаточные напряжения возникают при воздействии упр-го пласт-х деф-й, при значительном нагреве пов-го слоя, а также при структурных и фазовых превращениях в обработанном материале. При воздействии реж. инструмента атомы поверхностного слоя отклоняются от положения равновесия и после прохождения инструмента стремится вернуться в исходное состояние, т.обр. возник-т напр-я в пов-м слое, преим-но сжатия. Иногда (при значительном нагреве и быстром охлаждении) в пов-м слое могут возникнуть напр-я растяжения, а в глубине напр-я сжатия.

При значительном тепловыделении нов-й слой может прогреваться до температуры фазовых превращений и структурных (разложения мартенсита при шлифовании). Сжимающие остаточные напряжения повышают твёрдость, усталостную твёрдость поверхности обработанной детали. В свою очередь растягивающие напряжения приводят к обратному эффекту. ↑ v резания или ↓угла резания приводят к ↓внутр. напряжений. ↑подачи, глубина резания и износа инструмента приводят к ↑величины внутренних напряжений.

Остаточные напряжения могут быть различных видов:

1-го рода (уравновешиваются между большими объёмами материала).

2-го рода (уравн-ся в объеме нескольких зерен и приводят к образованию пов-х трещин).

3-го рода (уравн-ся в объеме одного зерна).

Величину остаточных напряж-й можно уменьшить подбором оптимального режима резания, выбором правильной геометрии и инструмента, применением СОЖ, а также спец. терм. обработкой.

Возникновение сжимающих напряжений может приводить к ↑ усталостной прочности на 50%, а растягивающих усилия могут привести к ↓до 30%.

Обработка на высоких v резания приводит к образованию сжимающих напряжений, если при этом возникает высокие пов-е температуры, напряжения могут изменить свой знак и стать растягивающими.

20. Физические явления в зоне контакта инструмента и обрабатываемого материала.

Физ.хим. процессы протекающие в зоне контакта инструмента с заготовкой весьма разнообразны и сложны.

На передней пов-ти инструмента появляются налипы, наросты, которые изменяют характер стружкообразования, как правило ухудшают качество обработанной пов-ти. В контактной области возникает ряд поверхностных явлений: адгезия, коррозия, диспергирование, диффузия, эрозия, окисление, упрочнение и разупрочнение пов-тей. Трение при обработке резанием имеет свои особенности: одновременно протекают несколько видов трения.

Основное значение играет сухое трение. Трение осуществляется при высоких и сверхвысоких температурах, которые могут достигать температуру плавления как металла заготовки, так и режущего инструмента.

Сложное распределение действующих нормальных и касательных нагрузок.

Большие значения f (до 1), которые объясняются адгезией и диффузией в зоне резания. Величина f зависит от v резания, толщины срезаемого слоя и величины переднего угла режущего инструмента.

- нормальные нагрузки;

- касательные нагрузки на передней поверхности;

- касательные нагрузки на задней поверхности;

- длина пластического контакта;

- длина упругих деформаций;

C- точка, в которой касательные напряжения равны 0.

Чугун-графитирующий отжиг.

Введение в обрабатываемый материал спец. присадок. Известны 2 механизма действия присадок :

- снижение f;

- охрупчивание обрабатываемого материала.

К присадкам первого типа относятся: сера, селен, фосфор, свинец ( автоматные стали).

К присадкам второго типа относятся: кальций, алюминий, кремний.