Файл: Вульф А.М. Резание металлов.pdf

В этом случае с увеличением угла резания б значительно рас­ тет относительный сдвиг элементов стружки и, следовательно, улучшается стружкодробление. В реальных условиях резания металлов значения д. достаточно велики и потому можно ожидать

с уменьшением коэффициентов трения угол резания влияет на дробление стружки аналогично предыдущему случаю, но в мень­ шей степени.

Указанные выводы подтверждаются результатами проведен­ ного экспериментального исследования, а также практикой ре­ зания [14].

Сложнее влияет скорость резания на дробимость стружки. Известно, что с изменением скорости резания пластическая де­ формация стружки сопровождается двумя одновременно проте­ кающими процессами:

1) упрочнением стружки в результате повышения скорости резания и соответствующего увеличения предела текучести, охрупчивания стружки с образованием микротрещин (атермический процесс);

2) повышением температуры с увеличением скорости резания и соответствующим увеличением пластичности стружки с «зале­ чиванием» микротрещин (термический процесс).

В зависимости от того, какой процесс превалирует, получается тот или иной эффект: стружкодробление улучшается или ухуд­ шается с увеличением скорости резания. Это связано со структурой металлов, с фазовыми изменениями в процессе резания и соответ­ ствующим изменением физико-механических свойств стружки. Существенное значение имеют условия стружкозавивания при определенных параметрах резания.

Стружкозавивание. В результате сложного напряженного со­ стояния зоны резания стружка деформируется неравномерно по ширине b и толщине а. Объемы стружки, прилегающие к свобод­

ружных слоев будут менее сравнительно с внутренними; в этом

Рис. 44. Завивание стружки

100

в направлении, нормальном плоскости сдвига, и отклоняются в сторону от передней поверхности резца тем более, чем менее передний угол у. Таким образом, завивание стружки можно рас­ сматривать в двух направлениях: в плоскости передней грани резца по ширине (рис. 44, а, радиусы RB и RH); в плоскости, нор­ мальной к передней грани резца, по толщине (рис. 44, б).

Крутизна стружки возрастает (радиус завитка ^ с умень­ шается) с уменьшением угла у, уменьшением трения по передней

обработанной поверхности.

В процессе резания по мере износа резца изменяются темпе­ ратура резания, лунка износа по передней поверхности резца, радиус закругления его режущей кромки, коэффициент трения на контактной поверхности инструмента, и в результате вид стружки может изменяться от прямой, «шпагообразной» или путаной до дробленой, мелкоэлементной. Устойчивое дробление может получиться, когда спиральная стружка упирается в обра­ батываемую поверхность изделия и в заднюю поверхность резца. Дробление будет тем успешнее, чем большей жесткостью обла­ дает виток стружки. Эту жесткость качественно можно оценить, уподобляя винтовую стружку цилиндрической винтовой пружине с прямоугольным профилем витка, жесткость которого выражается

где С — постоянная, зависящая от физико-механических свойств

возрастает с увеличением толщины стружки и уменьшением ее ширины, а также в еще большей степени с уменьшением диаметра витка. Этот вывод хорошо подтверждается практикой.

ИСКУССТВЕННОЕ СТРУЖКОДРОБЛЕНИЕ. Чтобы получить устойчивое • стружкодробление или завивание, прибегают к специальным приспособлениям, например затачивают канавки или уступы на передней поверхности резца (рис. 46). Уступ имеет наклон под

101

Рис. 47. Регулируемые стружколомы

102

при оптимальной величине расстояния от режущей кромки до уступа а (рис. 46, а) заметно облегчается процесс резания. Так, для случая обработки стали ОХН4М минералокерамическим рез­ цом при определенных значениях v, t, s, h, т, 1|з (рис. 46, б) умень­ шались объемный коэффициент со, усадка стружки £, а также

димость соблюдения размеров в строгом соответствии с режимами

стружки при резании вязких металлов, если не обеспечены опти­

канавкам уменьшается угол резания в месте схода стружки и тем облегчается процесс резания: стружка сходит крутой винтовой

их на резцах в соответствии с условиями работы (рис. 47). Более удачные конструкции подобных стружколомов, хорошо работав­ шие при испытании, показаны на рис. 48, а, б.

В последнее время успешно осуществляют дробление стружки при вибрационном резании, когда режущий инструмент прину­ дительно колеблется в направлении подачи с помощью специаль­ ного механизма. Получающаяся при этом стружка переменной толщины дробится на части и легко удаляется собственным хо­ дом или под напором СОЖ (при глубоком сверлении).

Механизмы изменения подач разнообразны; специальные при­ способления в коробках подач, реверсе, салазках суппорта станка описаны в специальной литературе [32, 54]. Особенно надежно обеспечивается разделение стружки на элементы с помощью до­ полнительного колебательного движения резца при постоянной подаче суппорта.

Оригинален метод стружкодробления с помощью рифленого закаленного диска, контактирующего при достаточном давлении с поверхностью резания и вращающегося вокруг своей оси (рис. 49). Контуры диска и геометрия рифлей подбираются с таким расчетом, чтобы обеспечить наклеп поверхности резания и тем самым облег­ чить дробление стружки и одновременно накатать обработанную поверхность для ее упрочнения.

103

23.НАПРАВЛЕНИЕ СХОДА СТРУЖКИ

Большое значение при резании металлов имеют процессы, связанные с направлением траектории движения срезаемого слоя металла. Управляя этим движением можно не только облегчить удаление стружки, но и заметно влиять на производительность и качество процесса резания.

Можно полагать, что при свободном резании одной режущей кромкой стружка должна перемещаться в направлении наиболь­

ее нулю, найдем оптимальное значение угла в плане ф о п т , при ко­ тором у имеет наибольшее значение

Следовательно, при ф = ф о п Т передний угол, измеренный в плоскости, перпендикулярной проекции режущей кромки на

Однако положение меняется при работе двумя режущими кром­ ками — главной и вспомогательной. В этом случае направление схода стружки определяется двумя векторами давления стружки, пропорциональными по величине и направленными нормально проекциям главной и вспомогательной кромок на основную пло­ скость. Пренебрегая вспомогательным углом в плане ф х (при ма­ лом его значении), можем считать направление схода стружки перпендикулярным диагонали параллелограмма с основанием,

104