Процесс резания металлов
Изучение существа физических явлений, происходящих при резании металлов, имеет важное практическое значение, позволяет выяснить, в каких условиях работает режущий инструмент, какие силы и температуры на него действуют, как они зависят от геометрии инструмента, элементов режима резания, свойств обрабатываемого материала, какие причины оказывают влияние на шероховатость обработанной поверхности и качество поверхностного слоя. Знание закономерностей процесса резания позволяет уверенно выбирать наиболее выгодный для обработки заданной заготовки инструментальный материал, геометрию инструмента, режим резания, обеспечивающие наиболее высокую производительность труда и экономичное изготовление деталей требуемого качества.
Процесс резания
В процессе резания металлов происходит упругая и пластическая деформации, а также разрушение материала. Упругой (обратимой) деформацией называют такую деформацию, когда при приложении нагрузки материал изменяет свою форму, а после снятия нагрузки вновь ее восстанавливает. Нагретый металл хорошо поддается обработке давлением. Под ударами молота, под давлением пресса стальные заготовки приобретают нужную форму. Эта форма детали не изменится и после того, как прекратится давление на деталь. Произошла необратимая пластическая деформация.
Разрушение материала
Но часто происходит и другое явление - разрушение материала. Разрушение материала без пластической деформации называют хрупким разрушением. К числу хрупких относится такой широко распространенный металл, как чугун. Разрушение материала может происходить и при пластической деформации. Растягивая кусок мягкой проволоки, видим, что она вначале становится тоньше и длиннее, а затем разрывается - разрушается. В этом случае разрушение материала наступает как результат пластической деформации.
Обработка пластичным металлов
При обработке пластичных металлов инструмент в момент начала врезания в заготовку вызывает упругие деформации металла, которые по достижении предела упругости переходят в пластические. В ходе пластической деформации срезаемый слой сжимается инструментом, а затем, когда напряжения превысят предел прочности, отделяется от основного металла в виде элемента стружки. При дальнейшем движении инструмент деформирует следующую часть срезаемого слоя, образующего новый элемент стружки, и т. д. Практически образование нового элемента стружки начинается до полного отделения предыдущего элемента. Это значит, что в срезаемом слое одновременно происходит упругая и пластическая деформации и разрушение металла. При обработке металлов, находящихся в хрупком состоянии, отделение срезаемого слоя происходит иначе.
Вслед за упругой деформацией следует хрупкое разрушение. Вместо элементов определенной формы, образующих стружку при резании пластичных металлов, металл отделяется инструментом в виде кусочков беспорядочной формы, причем поверхность разрушения часто оказывается под поверхностью резания. Такую стружку называют стружкой надлома. Стружку, образующуюся при резании пластичных металлов в виде отдельных, не связанных между собой, но имеющих определенную упорядоченную форму элементов, называют элементной стружкой. Элементная стружка образуется при резании с малыми скоростями. При увеличении скорости резания не успевает происходить полное отделение каждого элемента стружки, и они остаются связанными между собой. Такая стружка называется стружкой скалывания, или суставчатой. Если скорость резания продолжать увеличивать, взаимное смещение элементов стружки еще уменьшается и она приобретает вид ленты с очень мелкими зазубринами; это - сливная стружка.
