Файл: Вульф А.М. Резание металлов.pdf

для расчета оптимальных вариантов. Но анализируя уравне­ ние (116) качественно, можно сделать полезные заключения и благо­ приятно влиять на процесс резания. Так, с помощью простого приспособления к резцу (см. рис. 48, б), регулируя расстояние а между режущей кромкой и стружкозавивателем, высоту его п, можно добиться эффективного дробления стру^кки при уменьшен­ ных нагрузках и износе инструмента (см. рис. 46, б). На рис. 80, в изображена система сил Fc, Nc, действующих на стружку при резании резцом со стружкозавивателем с углом наклона гр. Пере­ мещая последний, можно изменением расстояния i, получить минимальные значения усадки стружки, объемного коэффициента и износа инструмента.

34.ВЫВОДЫ

Рассматривая физическую природу сил, действующих в про­ цессе резания, необходимо учитывать важнейшие явления разви­ тия трещин, приводящих к разрушению, диспергированию. Этими явлениями обычно пренебрегают, когда обсуждают энерге­ тическую сторону процесса резания, а между тем они играют решающую роль и, более того, составляют физическую основу механизма снятия стружки. В общем случае резание металлов необходимо рассматривать как процесс разрушения, который может сопровождаться упругими и пластическими деформациями большей или меньшей интенсивности, вязким течением снимаемого слоя и другими механическими и физико-химическими явлениями.

Такой широкий подход раскрывает перспективы творческого развития учения о резании металлов с плодотворными резуль­ татами для практики. Так, в области механики и динамики реза­ ния путем управления сходом стружки, добиваясь при этом ориентированного направления опережающей трещины (направ­ ленного разрушения), можно значительно уменьшить пласти­

величины, а также сокращается потребляемая мощность на —50%, что в 6—40 раз превышает мощность, расходуемую на отвод стружки.

Очевидно, этот эффект должен отразиться на стойкости инстру­ мента и тем самым его производительности. Выше было показано, как улучшается процесс резания в отношении дробления стружки, уменьшения силы резания, износа инструмента при изменении лишь одного параметра, влияющего на отвод стружки. При более широком оптимальном решении этой проблемы можно было бы добиться более внушительных результатов.

Новый подход в рассмотрении физической'сущности процесса резания объяснит противоречивые взгляды на некоторые законо-

148

Г л а в а V I I

ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ

верхности. Чтобы правильно использовать режущий инструмент, необходимо знать эти законы.

ния: небольшая часть ее переходит в потенциальную энергию искаженной кристаллической решетки. Поэтому более правильно формулу выразить так:

где а о — коэффициент, учитывающий указанные потери, незна­ чительные по величине. В обычных расчетах этой потерей прене­ брегают.

Д ля успешного воздействия на процесс резания важно знать не только количество теплоты, но и распределение ее, т. е. степень концентрации теплоты в различных участках изделия, стружки и резца. Если бы вся образующаяся теплота быстро и равномерно распределялась по всему объему изделия и инструмента, она быстро отводилась бы в пространство, не причиняя им вреда1. В действительности процесс протекает иначе: большое количество теплоты концентрируется в определенных зонах, сильно повышая их температуру. Здесь неизбежны потеря резцом твердости и за­ тупление его и даже возможно изменение структуры тончайшего слоя обработанной поверхности, если не будут приняты соответ­ ствующие меры.

Некоторые исследователи (А. Я- Малкин) полагают, что регулированием потока теплоты можно воздействовать на про­ цесс резания в благоприятную сторону и тем облегчить работу

процесса теплообразования можно выявить законы изменения температуры резания (на поверхности контакта стружки с перед­ ней гранью резца), а также температуры режущего инструмента и обрабатываемой детали в зависимости от различных факторов.

36. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ РЕЗАНИЯ

Надо полагать, что в процессе образования сливной стружки теплота концентрируется в трех основных зонах (рис. 81): в зоне

руется наибольшее количество теплоты, образующейся в резуль­ тате деформации стружки и трения ее по передней поверхности резца. Например, наибольшее количество теплоты, образующейся вследствие деформации (на поверхности AM), остается в стружке и частично поглощается обрабатываемой деталью. Теплота трения стружки (на поверхности^ЛО) остается в основном в стружке

151

ностью, например жаропрочных и титановых сплавов, в резец отводится до 20—40% всей теплоты [23].

в деталь, так как стружка весьма быстро формируется в зоне резания и столь же быстро проходит зону контакта с резцом. Однако теплота, поглощаемая изделием из жаропрочных сталей и сплавов, резко возрастает и при малых скоростях может достичь 35—-45% всей теплоты резания.

Пренебрегая работой трения по задним граням инструмента (которая мала при достаточно острой режущей кромке и большом заднем угле), можно полагать, что подавляющее количество теплоты должно сосредоточиваться в стружке. Опыты Н. Н. Са­ вина, Я- Г. Усачева, С. С. Можаева и др., определявших коли­ чество теплоты в стружке калориметрическим методом, показали, что в зависимости от скорости резания, глубины резания и подачи при обработке конструкционной стали в стружке содержалось 60—80% всей теплоты резания, а при скоростных режимах ре­

задней поверхности резца) и, следовательно, работа деформации стружки

152