Файл: Вульф А.М. Резание металлов.pdf

А. Н. Челюсткин на основании данных Тиме, Зворыкина и

уменьшается с увеличением скорости резания. Это объясняется тем, что при больших скоростях резания трение, наклеп и дефор­ мации уменьшаются, пластичность стружки увеличивается вслед­ ствие нагрева, и поэтому с увеличением угла резания силы реза­ ния растут, но в меньшей степени, чем при пониженных скоростях.

Очевидно, при обработке хрупких металлов (чугун, бронза),

Как видим, с увеличением угла резания составляющие силы резания Рх и Ру возрастают значительно интенсивнее силы Рг. Причина этого должна быть понятной из анализа, приведенного в пп. 24—28.

При наличии упрочняющей фаски на передней поверхности резца вдоль режущей кромки замечается значительное увеличе­ ние составляющих сил резания Рг, Ру, Рх, как только ширина фаски / превзойдет оптимальную величину, зависящую от подачи.

ВЛИЯНИЕ УГЛА В ПЛАНЕ Q> НА СИЛУ РЕЗАНИЯ. Нагрузка на резец

увеличивается с уменьшением ср, и наоборот. Это понятно: при постоянной площади среза с уменьшением угла в плане <р умень­ шается толщина среза а и соответственно увеличивается удельная сила резания; она растет заметно лишь при весьма малых углах в плане ф < 30°.

Опыт показывает и более сложную зависимость, когда при угле ф t> 55° нагрузка не уменьшается, а РАСТЕТ С дальнейшим увеличением угла ф, что объясняется изменением условий образо­ вания стружки у вершины резца. Практически С увеличением угла__ в плане Ф нередко уменьшают вспомогательный угол

139

ния с изменением угла наклона режущей кромки Я. Как видим,

полностью согласуется с закономерностью изменения углов про­

угол в плане ф,) не оказывают заметного влияния на силы реза­ ния и лишь радиус закругления г вершины резца при достаточно

несмотря на всю его важность, особенно в настоящее время при широком распространении скоростных режимов резания. Несом­ ненно, что с увеличением скорости резания повышается темпе­ ратура резания и, следовательно, можно ожидать изменения нагрузки на инструмент, поскольку изменяются угол резания в связи с образованием нароста на режущей кромке, а также силы трения в процессе резания. Поэтому могут появиться колебания нагрузок на резец при умеренных скоростях резания, что и наблю­ дается на практике.

При дальнейшем повышении скорости резания значительно

на поверхности контакта с резцом. В результате уменьшается трение между стружкой и резцом, как это показано на графике, построенном на основе опытных данных (рис. 77). Иногда может получиться и обратный эффект, т, е. схватывание (адгезия) стружки с резцом при высоких температурах резания и давлении. Следовательно, при значительных скоростях, когда температура в зоне резания превышает 400—600° С, должна заметно сни­ жаться сила резания.

В действительности замечается слабое снижение силы резания по сравнению с более резким падением механических свойств

141

металла и уменьшением коэффициента трения при повышенных температурах. Например, при комнатной температуре у мало­

уменьшается в 14 раз.

Исследования В. И. Рукавишникова при обработке стальной болванки, нагретой внешним источником до 600—700° С, показали сокращение расходуемой мощности (а следовательно, и силы реза­

Рис. 77. Влияние скорости резания на средний коэффициент трения при обработке различных материалов (у = 10°);

ботки. Столь сильное снижение нагрузки, очевидно, вызвано значительным уменьшением работы пластической деформации нагретого металла и снижением трения стружки о резец.

Однако подобное явление не наблюдается при обычной об­ работке металла с весьма большими скоростями резания, когда контактный нагрев стружки также достигает температуры 700— 800° С и выше, а сила резания снижается при этом лишь на 10— 30%. Это странное на первый взгляд явление можно объяснить тем, что температура в самой зоне резания сравнительно невелика; для ряда металлов скорость распространения теплоты в зоне резания отстает от скорости -движения резца и режущая кромка в зоне резания находится под воздействием мало нагретого ме­ талла. К тому же с увеличением скорости резания одновременно прогрессируют два процесса: упрочнение (наклеп) вследствие увеличения скорости деформировании и разупрочнение (отдых) из-за воздействия теплоты. В зависимости от их интенсивности получается различный эффект. Этим же объясняется известный факт, что при чистовой обработке с увеличением скорости резания нагрузка снижается сильнее, чем при обдирке, — тонкая стружка

142