Нарост при резании металлов

При обработке пластичных металлов резанием под влиянием высоких давлений и температур частицы обрабатываемого ме­талла задерживаются на передней поверхности инструмента, прочно сцепляются с ней, образуя нарост. Этот металл сильно деформирован, его структура отличается от структур обрабаты­ваемого металла и стружки.

Образование нароста объясняется тем, что геометрическая форма инструмента не является идеальной с точки зрения обте­кания ее металлом. При образовании нароста силы трения меж­ду передней поверхностью инструмента и частицами срезаемого слоя становятся больше сил внутреннего сцепления в стружке. Вследствие этого образуется застойная зона частиц срезаемого металла, находящаяся под воздействием почти равномерного всестороннего сжатия, и при наличии определенных темпера­турных условий она задерживается на передней поверхности инструмента, прочно сцепляясь с ней.

При обработке резанием размеры и форма нароста непрерывно меняются в результате действия сил трения и нормального дав­ления. Частицы нароста срываются и уносятся стружкой или об­работанной поверхностью заготовки. Иногда нарост срывается целиком и тут же образуется вновь. Это можно объяснить тем, что нарост находится под действием силы трения Т, сил сжатия Pj и Р₂ и силы растяженияQ(рис. 21.15). При изменении раз­меров нароста меняются и соотношения действующих сил. Если сумма сил Pj +Р₂+Q >Т, то происходит разрушение и срыв на­роста. Частота срывов зависит от скорости резания и может дости­гать 2000 Гц.

Рис. 21.15.Схема образования нароста

Нарост влияет на процесс резания и качество обработанной поверхности. Положительное влияние нароста заключается в том, что он меняет форму передней поверхности инструмента, приводя к увеличению переднего угла (у_н>у) и уменьшению силы реза­ния. Из-за высокой твердости нарост способен резать металл. Он снижает количество теплоты, приходящейся на долю инстру­мента, удаляя от него центр максимального выделения теплоты, защищает инструмент от изнашивания, увеличивает его стой­кость.

Отрицательное влияние нароста заключается в том, что он повышает шероховатость обработанной поверхности. Частицы нароста, внедрившиеся в обработанную поверхность, приводят к тому, что при контакте деталей наблюдается повышенное их изнашивание. Нарост меняет геометрию режущего инструмен­та и, следовательно, в процессе резания размеры обрабатываемой поверхности в поперечных сечениях по длине заготовки меня­ются, а обработанная поверхность получается волнистой.

Вследствие изменения переднего угла инструмента меняют­ся силы резания, что вызывает вибрации узлов станка и инстру­мента и ведет к снижению качества обработанной поверхности.

При черновой обработке, когда возникают большие силы ре­зания, снимается толстый слой металла и выделяется значитель­ное количество теплоты, явление наростообразования положи­тельно, а при чистовой обработке оно отрицательно.

Наростообразование зависит от физико-механических свойств обрабатываемого материала, скорости резания, геометрии режу­щего инструмента и других факторов. Наиболее интенсивно нарост образуется при обработке пластичных материалов. При обработке же хрупких материалов нарост может и не образовываться.