Явление упрочнения поверхностного слоя при резании

Деформация, металла в процессе резания не ограничивается зоной, непосредственно прилегающей к передней поверхности инструмента, а распространяется и на удаленные слои, увеличи­вая их твердость. Это явление носит название наклепа при реза­нии. В процессе стружкообразования считается, что инструмент является острым, однако он всегда имеет радиус округления режу­щей кромки р» 0,006...0,03 мм (рис. 21.11). Такой инструмент срезает с заготовки стружку, если глубина резания а, больше радиуса р. В этом случае в стружку переходит часть срезаемого металла, равная а_ф. Слой металла, равныйa_t- а_ф, и соизмери­мый с радиусом р, упругопластически деформируется и проходит под резцом. После перемещения резца относительно обработанной поверхности происходит упругое восстановление поверхностного деформированного слоя на величину Л_у упругого последействия. Вследствие этого образуется контактная площадка шириной b между обработанной поверхностью и задней поверхностью резца.

В результате упругопластического деформирования поверх­ностного слоя повышаются его прочностные характеристики
и твердость, но снижается пластичность и изменяются физиче­ские свойства материала (явления наклепа). Наклеп характеризу­ется глубиной Л_н и степенью

i = HV_noJHV„_cx,

гдеHV_nos, HV_KCX— микротвердость поверхностного слоя и ис­ходного материала.

Глубина и степень наклепа зависят от физико-механических свойств обрабатываемого материала, геометрии инструмента, радиуса кривизны вершины лезвия, режима резания. Глубина наклепа составляет десятые доли миллиметра при черновой и тысячные доли — при чистовой обработке. Чем мягче и пла­стичнее обрабатываемый материал, тем большему наклепу он подвергается.

Глубина наклепанного слоя возрастает с увеличением сре­заемого слоя а_ф и уменьшением переднего угла у. Наклеп обра­ботанной поверхности полезен при чистовой обработке. Однако наклеп, полученный при черновой обработке, отрицательно влияет на процесс резания при чистовой обработке. В этом случае инструмент работает по поверхности с повышенной твердостью, что приводит к его ускоренному изнашиванию. Уменьшить глу­бину и степень наклепа можно применением охлаждающих сред, увеличением скорости резания и термообработкой.