1. Стружкообразование

Первые научные исследования резания были проведены профессором Санкт-Петербургского политехнического института И. А. Тиме в 1869-1870 гг. Он предложил элементарную схему стружкообразования, основанную на визуальном наблюдении за процессом прямоугольного резания. Эта схема не претерпела существенных изменений по настоящее время (рис. 12).

В начальный момент (рис. 12а) когда движущийся резец под действием силы Р соприкасается с металлом, в материале возникают упругие деформации. При дальнейшем движении (рис. 12б) резец своей кромкой вдавливается в металл, вызывая его пластическое деформирование. По мере перемещения резца объем пластически деформированного металла возврастает и внутренние напряжения достигают значений, превышающих прочность материала на срез (рис. 12в), происходит скалывание. ОО – плоскость скалывания или сдвига; угол β1 – угол скалывания (сдвига); угол β′ - угол действия. Далее процесс деформирования повторяется, образуются новые элементы срезаемого слоя (рис. 12 г). В результате происходит образование стружки, состоящей из достаточно прочно соединенных между собой элементов. Стружка перемещается, опираясь на переднюю поверхность. При этом на расстоянии двух-трех элементов от вершины резца она начинает завиваться и перестает соприкасаться с передней поверхностью.

И .А.Тиме экспериментально установил, что: 1) пластическая деформация стружкообразования распространяется со скоростью перемещения инструмента вдоль срезаемого слоя и протекает в объеме металла между передней поверхностью резца и граничной линией, отделяющей визуально видимые следы деформации на боковой стороне обрабатываемой заготовки от металла, сохраняющего первоначальное состояние; 2) внутренние напряжения в деформируемом объеме металла периодически возрастают и достигают значений, при которых очередной сформировавшийся элемент стружки сдвигается по граничной плоскости.

По действующей и поныне классификации проф. И.А.Тиме при обработке различных материалов могут образовываться следующие виды стружек: элементная (рис. 15а); ступенчатая или суставчатая (рис. 15б); сливная (риск. 15в) и надлома (рис. 15г). Элементную и ступенчатую стружки называют еще стружкой скалывания.

2.Образование нароста

П ри обработке резанием ряда материалов образование стружки сопровождается схватыванием (свариванием) трущихся поверхностей и возникновением нароста из частиц материала заготовки на режущей части инструментов. Нарост на передней поверхности резца смещает стружку и препятствует ее контакту с инструментом. Последнее обстоятельство может способствовать уменьшению изнашивания инструментов.

3.Усадка стружки.

Под усадкой стружки понимают степень изменения линейных размеров срезаемого слоя вследствие пластической деформации при стружкообразовании, определенную отношением продольных и поперечных размеров срезаемого слоя и стружки. Пластическая деформация состоит в непрерывном последовательном перемещении элементарных объемов массы металла в направлении плоскостей сдвига.