Файл: Вульф А.М. Резание металлов.pdf

В процессе резания упругие деформации переходят в пласти­

Так, по данным А. М. Розенберга, с увеличением толщины среза

слой металла под обработанной поверхностью упрочняется, изме­ няются его структура и свойства, что приводит к следующему: раздроблению зерен на более мелкие части; ориентировке сильно вытянутых кристаллов в определенном направлении (текстуры); возникновению внутренних напряжений в поверхностном слое.

Практически это может заметно отразиться на качестве обра­

своей твердости при холодной обработке — склонностью к наклепу._

Следовательно, в процессе резания вследствие упрочнения обрабатываемого материала его первоначальная твердость не может полностью характеризовать его обрабатываемость, тем более что степень изменения твердости зависит от физико-меха­ нических свойств металла, режима резания и геометрии режущего инструмента. Например, по данным А. И. Исаева, П. Е. Дьяченко и др., микротвердость обработанной поверхности сталей 35 и 45 увеличилась на 60—100% по сравнению с исходной, а твердость стружки повысилась более чем на' 100%. Аустенитные стали, например жаропрочные, наиболее склонны к наклепу; здесь «обработочная» твердость может быть значительно выше исходной.

Степень наклепа, а также глубина наклепанного слоя зави­ сят от формы режущего инструмента, его остроты и режима ре­ зания. Глубина наклепа уменьшается с увеличением скорости резания и притом в большей степени при обработке тупым резцом. Толщина наклепанного слоя возрастает больше при увеличении подачи нежели глубины резания.

Можно полагать, что интенсивность и глубина наклепа изме­ няются в той степени, в какой изменяются соотношение каса­ тельных Pz и радиальных сил Ру, действующих вдоль и нормально обработанной поверхности. Очевидно, наклеп должен усиливаться при обработке режущим инструментом с большими углами реза­ ния б и особенно с отрицательными углами продольного наклона передней поверхности (—б^), когда резко возрастают радиальная сила и удельное давление в зоне резания. Но в таком случае часто повышают скорость резания, при этом возрастает температура в зоне резания; сила трения уменьшается, но изменяется не моно­ тонно, и потому степень и глубина наклепа могут быть большими

94

или меньшими в зависимости от соотношения указанных факто­ ров.

таты получали при обработке стали 18ХНМА, но со значительно меньшей скоростью резания v = 150 м/мин, и лишь при v = 750 м/мин и больших положительных углах у при резании стали 18ХНМА имели место растягивающие остаточные напряже­ ния.

Между тем другие исследователи утверждают, что высокие скорости резания с большой глубиной резания и подачей резцами с отрицательными передними углами, а также введение в зону резания электрического тока способствуют получению поверх­ ностных напряжений растяжения [51 J. Очевидно, здесь сказы­ вается сильный нагрев металла в зоне резания, что обычно способствует растягивающим напряжениям.

Применение резцов с положительными углами у и большими радиусами закругления режущей кромки р при низких скоростях резания вызывает остаточные напряжения сжатия. Некоторые исследователи утверждают то же самое и в отношении резцов с от­ рицательными передними углами, но с достаточно острыми ре­

сжимающих остаточных напряжений, а распад тетрагонального мартенсита закалки с переходом в отпущенный кубический мар­ тенсит сопровождается появлением растягивающих напряжений.

Обобщая все сказанное, можно сделать вывод, что состояние поверхностного слоя обработанной поверхности является про­ дуктом воздействия многочисленных взаимозависимых факторов, познание которых помогает правильно ориентироваться при выборе режимов резания, обеспечивающих здоровую обработан­

благоприятствуют отрицательные углы продольного наклона

95

что способствует получению поверхностных остаточных сжимаю­ щих напряжений, повышающих ресурсы обработанных деталей.

В этом отношении некоторую роль играют также условия отвода стружки, связанные с ее завиванием и дроблением, имею­ щими большое значение для процесса резания в теоретическом и особенно в практическом плане.

при скоростном точении пластичных материалов уделяется боль­ шое внимание. При работе с большими скоростями резания стружка часто сходит в виде длинных полос прямых или свер­ нутых в спирали большего или меньшего радиуса, обматывающихся вокруг режущего инструмента и обрабатываемой детали. Такая стружка угрожает безопасности рабочих и может привести к пре­ ждевременному затуплению инструмента и повреждению обра­

если в процессе резания удается получить завитую или дробле­ ную, мелкую стружку. Она безопаснее для рабочего, легче схо­ дит с инструмента, меньше загромождает цех. Уборка такой стружки из цеха требует меньше затрат на транспорт и рабочую силу. Вот почему целесообразно установить новый дополнитель­ ный критерий хорошей обрабатываемости металла — способность его в процессе резания давать мелкую, дробленую стружку при различных режимах резания.

Степень дробления стружки^можно оценивать с помощью так называемого объемного коэффициента, представляющего со­ бой отношение объема стружки к объему снятого металла. Объем­ ный коэффициент определяется следующим образом: измеряется объем произвольного количества стружки QC T p (см3 ) с помощью какого-либо сосуда (например, ведра); затем измеряется вес того же количества стружки G (кг).

где у — удельный вес металла в г/см3 . Тогда объемный коэффициент

(50)

96

Очевидно, объемный коэффициент будет уменьшаться с раз­ мельчением стружки. Например, специальные исследования по­ казали следующие значения:

ющих сил. Резец должен преодолевать сопротивление стружки

Здесь б — угол резания; Ф — угол, сдвига.

Рис. 43. Схема стружкообразования и действующих сил по Зворыкину

Согласно этой формуле относительный сдвиг элементов стружки тем больше и, следовательно, стружкодробление тем вероятнее,

увеличивается относительный сдвиг элементов стружки и тем самым облегчается дробление стружки.

Рассматривая формулу (53), можно заметить, что угол резания

98