17 Виды стружки при резании металлов

В процессе резания различных материалов могут образовываться следующие основные виды стружек: сливные(непрерывные), скалывания (элементные) и надлома (рис. 82).

Рис. 82. Типы стружек: а —сливная, б — скалывания, в — надлома

Сливная стружка (рис. 82, а) образуется при резании вязких и мягких материалов, например мягкой стали, латуни. Резание протекает обычно при высокой скорости. Чем больше скорость резания и вязкость обрабатываемого металла, меньше угол резания и толщина среза, выше качество смазочно-охлаждающей жидкости, тем стружка ближе к сливной.

Стружка надлома (рис. 82, в) образуется при резании хрупких металлов, например серых чугунов. Такая стружка состоит из отдельных, почти не связанных между собой элементов. Обработанная поверхность при образовании такой стружки получается шероховатой, с большими впадинами и выступами. В определенных условиях, например при обработке чугунов средней твердости, стружка надлома может получиться в виде колец. Сходство со сливной стружкой здесь только внешнее, так как достаточно слегка сжать такую стружку в руке и она легко разрушится на отдельные элементы.

Стружка скалывания (рис. 82, б) занимает промежуточное положение между сливной стружкой и стружкой надлома и образуется при обработке некоторых сортов латуни и твердых сталей с большими подачами и относительно малыми скоростями резания. С изменением условий резания стружка скалывания может перейти в сливную и наоборот.

18 Усадка стружки

Усадка стружки является важным параметром, определяющим ход протекания процесса резания. Так, изменение усадки стружки влечет за собой изменение сил резания, качества обработанной поверхности, стойкости режущего инструмента и т. п. Коэффициент усадки стружки может в некоторой мере характеризовать величину пластической деформации. Однако он не служит точной количественной характеристикой деформации. Количественно характеризовать пластическую деформацию может величина относительного сдвига, так как процесс резания является процессом последовательных сдвигов металла, превращаемого в стружку.

Усадка стружки уменьшается при увеличении переднего угла резца; следовательно, уменьшается деформация срезаемого слоя металла и облегчается работа резца по срезанию стружки. На величину усадки стружки оказывает влияние и скорость резания. С увеличением скорости усадка уменьшается. 

19. Тепловые явления процесса резания. Уравнение теплового баланса.

Теплота является одним из основных физических показателей процесса резания; она определяет оптимальные значения скорости резания, а следовательно, стойкость инструмента и производительность процесса резания. Особое значение имеют тепловые явления при резании труднообрабатываемых материалов; по сравнению, например, со сталью 45 они имеют в 3—8 раз худшую теплопроводность. Пониженная теплопроводность затрудняет отвод тепла из зоны резания; это повышает интенсивность износа инструмента, вызывает явления налипания и схватывания, разрушает режущий клин. Количество выделяющейся в процессе резания теплоты эквивалентно затраченной работе. Учитывая это, можно найти общее количество теплоты, выделившееся при резании в единицу времени.  Резание труднообрабатываемых материалов характеризуется повышенными значениями силы резания и вследствие этого более интенсивным тепловыделением, что наряду с пониженной теплопроводностью является дополнительной причиной, ухудшающей их обрабатываемость резанием. Источниками тепловыделения при резании является: пластическая деформация, происходящая прежде всего в зоне максимальных сдвигов, и трение в зонах контакта стружки с передней поверхностью инструмента и заготовки с задней поверхностью инструмента. Помимо этого, источниками тепловыделения являются упругие деформации и диспергирование, которыми при рассмотрении тепловых явлений обычно пренебрегают ввиду их незначительной величины. Тепловой баланс процесса резания может быть выражен уравнением со следующими показателями: количество теплоты, выделяющееся при пластической деформации; количество теплоты, выделяющееся при трении о переднюю поверхность инструмента; количество теплоты, выделяющееся при трении о заднюю поверхность инструмента; количество теплоты, переходящее в стружку; количество теплоты, переходящее в деталь; количество теплоты, переходящее в инструмент; количество теплоты, переходящее непосредственно в окружающую среду. Численные величины членов уравнения теплового баланса и соотношения между ними не постоянны; они зависят от вида операции, материалов заготовки и инструмента, режимоПоэтому при скоростном резании трение является основным источником тепловыделения.

Уравнение Теплового Баланса. Первый Закон Термодинамики

Если тела образуют замкнутую систему и между ними происходит только теплообмен, то алгебраическая сумма полученных Q_nи отданных Q₀энергий равна нулю:

Полученная Q_n и отданная Q₀ теплоты численно равны, но Q_n берется со знаком плюс, a Q₀ - со знаком минус.

Уравнение теплового баланса  Согласно закону сохранения энергии в замкнутой системе при теплообменеколичество теплоты, отдаваемое более нагретыми телами, равно получаемой болеехолодными. Считая полученное телом количество теплоты положительным (ΔQ>0), аотданное – отрицательным (ΔQ<0), алгебраическая (с учетом знаков)сумма теплоты, отданной и полученной всеми телами, равна нулю: ΔQ₁+ΔQ₂+…ΔQ_n=0.