Сутність обробки металів різанням і відбуваються при цьому процеси

Різання металів є одним із способів обробки металевих деталей, що полягає у відділенні шару металу з поверхні заготовки, залишеного у вигляді припуску на обробку. У процесі різання спостерігаються такі явища: усадка стружки, теплоутворення, наростообразованіе, наклеп, знос різця.

Усадка стружки. В результаті тиску передньої поверхні різця на знімається шар відбувається деформація цього шару, спочатку пружна, а потім пластична, після чого деформований шар металу відділяється від основної маси у вигляді окремих елементів. При подальшому просуванні різця цей процес послідовно повторюється, в результаті деформований шар металу відділяється у вигляді стружки.

Процес відділення елементів стружки відбувається в площині, розташованої під кутом 145-155 ° до площини різання. Площина ця називається площиною сколювання, а кут, що визначає положення цієї площини, кутом сколювання (рис. 112).

Мал. 112. Схема процесу утворення стружки:

кути: φ - сколювання, δ - різання, η - дії

Стружка складається з окремих елементів, пов'язаних між собою з різною силою. Якщо цей зв'язок малопомітна, стружка носить назву зливний, якщо ж елементи яскраво виражені - вона називається стружкою сколювання, в тому ж випадку, коли зв'язок між елементами стружки відсутня, що спостерігається при обробці крихких матеріалів, вона називається стружкою надлому (див. Рис. 13 , в).

В результаті деформацій розміри зрізаного шару при перетворенні його в стружку змінюються. Стружка стає коротшим, ніж шлях, пройдений різцем по обробленої поверхні, а товщина її більше товщини шару, що зрізається. Ширина ж стружки залишається незмінною. Таке явище називається усадкою стружки, а відношення довжини шляху, пройденого різцем по обробленої поверхні L, до довжини стружки L1 (рис. 113) називають коефіцієнтом усадки.

Мал. 113. Усадка стружки

Коефіцієнт усадки До визначається рівнянням:

де a1-товщина стружки;

а - товщина шару, що зрізається.

Теплоутворення при різанні. В результаті деформацій, що відбуваються в процесі різання, а також тертя різця про оброблену поверхню і стружки об передню поверхню різця відбувається нагрівання оброблюваної деталі, поверхні різця і стружки.

Кількість тепла, що виділяється еквівалентно витраченої роботі на різання. Кількість тепла, виражене через роботу і механічний еквівалент тепла, визначається з формули

де Q - кількість тепла, що утворюється при різанні, кал / хв;

Pz v - робота різання, кг * м / хв;

Е - механічний еквівалент тепла, рівний 427 кг * м / кал.

При однакових умовах різання сила Рz при обробці чавунів менше, ніж при обробці сталей, внаслідок менших пластичних деформацій і меншого тертя сипучої стружки надлому. Таким чином, загальна кількість тепла, що утворюється при обробці чавунів, менше, ніж при обробці сталей.

Тепло, що виділяється в процесі різання, розподіляється наступним чином:

50-86% йде зі стружкою; 40-10% переходить в різець; 9-3% залишається в деталі; близько 1% випромінюється в навколишнє середовище.

Нагрівання різця призводить до втрати ним ріжучих здібностей.

Наростообразованіе при різанні. При різанні металів, внаслідок що відбуваються при цьому деформацій, метал сходить стружки нагрівається особливо сильно в місці контакту з передньою поверхнею різця, стає пластичним, і частинки його, відділяючись від стружки, спресовуються на передній поверхні різця. При тривалому зіткненні оброблюваного металу з поверхнею різця таке нашарування стає значним і, прикриваючи собою ріжучу кромку різця, оберігає його частково від зносу, але погіршує при цьому чистоту обробленої поверхні. Таке нашарування металу називається наростом (рис. 114).

Мал. 114. Схема освіти наросту і розташування наклепу

Наріст твердіше оброблюваного металу і м'якше матеріалу різця. Виростаючи до деяких розмірів, наріст відривається і несеться зі стружкою, разом з наростом відриваються і мікрочастинки передньої поверхні різця, таким чином поступово її руйнуючи. Наростообразованіе може відбуватися при струганні сталевих деталей довжиною в кілька метрів.

Наростообразованія не спостерігається при струганні коротких деталей, при долбленії, при обробці чавуну і інших крихких матеріалів, при обробці чистих металів (НЕ сплавів).

Наклеп. Пластичні деформації спостерігаються не тільки на стружці, але і на обробленої поверхні, проникаючи в глиб обробленого металу. Оброблена поверхня змінює свій стан, стає твердіше, щільніше. Таке ущільнення матеріалу при обробці різанням називають наклепом (див. Рис. 114).

Твердість поверхні з наклепом стає тим більше, чим більше затупітся різець. Цю обставину слід враховувати при обробці поверхні при чистовому і особливо при тонкому струганні.

На величину і глибину наклепу обробленої поверхні впливає ряд факторів, головними з яких є властивості оброблюваного металу, кут різання, радіус заокруглення різальної крайки інструмента, товщина шару, що зрізається (подача), знос інструменту, швидкість різання.

Передрук матеріалів заборонена.
Допоможіть іншим людям знайти бібліотеку розмістіть посилання: