Влияние углов резца на процесс резания
С изменением угла φ перераспределяются составляющие результирующей силы резания в плоскости РV.
С уменьшением угла φ возрастает радиальная составляющая Рy и уменьшается осевая составляющая Рx, снижается шероховатость обработанной поверхности, увеличивается активная рабочая длина главной режущей кромки, уменьшается сила и температура резания, приходящиеся на единицу длины кромки, возможно возникновение вибраций, снижающих качество обработанной поверхности. При обработке длинных тонких деталей следует увеличивать угол φ (φmax = 90°).
С уменьшением угла φ’ снижается шероховатость обработанной поверхности, увеличивается прочность вершины резца и уменьшается ее износ, но возрастают вибрации.
При изменении угла α изменяется трение между главной задней поверхностью резца и поверхностью резания заготовки, в связи с чем изменяется износ резца.
С изменением угла γ изменяется деформация срезаемого слоя, изменяется сила резания и расход мощности, изменяются прочность резца, величина износа и условия теплоотвода от режущей кромки. При обработке деталей из хрупких и твердых материалов угол γ может быть отрицательным.
|
|
Изменение угла λ изменяет направление схода стружки. При чистовом точении положительный угол λ может ухудшать качество обработанной поверхности.
В динамике при резании происходит незначительное изменение величины углов: γ увеличивается, а α уменьшается.
Физические закономерности (явления) процесса резания
Резание металлов - сложный процесс взаимодействия режущего инструмента и заготовки, сопровождающийся рядом физических явлений, таких как:
1) стружкообразование,
2) усадка стружки,
3) силы резания,
4) наростообразование,
5) упрочнение (наклеп) поверхностного слоя,
6) тепловыделения в зоне резания,
7) трение и износ инструмента,
8) вибрации.
Процесс резания металла и образование стружки осуществляется в определенной последовательности (Рис.61 а):
- под действием силы резец вдавливается в металл, при этом в срезаемом слое возникают упругие деформации, которые, накапливаясь по абсолютной величине, переходят в пластические;
- возрастание пластической деформации приводит к сдвиговымдеформациям - смещению частей кристаллов относительно друг друга;
- сдвиговые деформации вызывают скольжение отдельных частей зерен по плоскостям скольжения (по линии 0 - 0);
- плоскости скольжения дробят зерна на отдельные части (пластины), зерна при этом вытягиваются, располагаются цепочкой, металл упрочняется;
- при максимальной величине пластической деформации зерна смещаются относительно друг друга и скалывается элементарный объем металла.
|
|
Рис.61. Схема процесса стружкообразования (а)
и виды стружек: б) сливная; в) скалывания; г) надлома.
Следовательно, резание - это процесс последовательного деформирования срезаемого слоя материала; упругого и пластического разрушения.
При резании металлов с разными физико-механическими свойствами образуется три вида стружек: сливная, скалывания и надлома.
Сливная стружка (рис.61 б) образуется при резании пластичных металлов и сплавов и представляет собой сплошную ленту с гладкой прирезцовой стороной и зазубринами на внешней стороне.
Стружка скалывания (рис.61 в) образуется при обработке металлов средней твердости. Она состоит как бы из отдельных элементов, соединенных между собой в ленту.
Стружка надлома (рис.61 г) образуется при обработке хрупких металлов и состоит из отдельных элементов, не связанных между собой.
Вид стружки кроме физико-механических свойств металла еще зависит от: режима резания, геометрии режущего инструмента, применяемых смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ).