3.7.Образование сливной стружки
В сливных стружках невооруженным глазом не заметны элементы. В кинокадрах при увеличении видны очень мелкие элементы.
При
внимательном рассмотрение корня сливной
стружки можно увидеть, что отдельные
ее элементы, деформированы (вытянуты)
в направлении, не совпадающем с положением
плоскости скалывания, расположенной
под углом
.
На рис. 3.25. видно, что разрушение срезаемого
слоя происходит по плоскости скалывания,
а наибольшая пластическая деформация
происходит в другом направлении, под
углом к этой плоскости, под углом
.
Первое направление под углом
принято называть направлением наибольших
напряжений, второе направление под
углом
называют направлением наибольших
деформаций.
При получении сливной стружки в направлении длины стружка будет укорачиваться во столько раз, во сколько раз произойдет ее утолщение. Такой вид деформации называется сдвигом. Образование сливной стружки происходит при чистом сдвиге (рис. 3.26).
Рис. 3.41. Микрофотография корня стружки, полученного при точении стали 45
Согласно
сдвиговой теории, каждый последующий
элемент сдвигается на величину
,
т.е. резец из первого положения (вершина
)
сдвигается во второе положение (вершина
)
и точка
сдвигается в точку
,
т.е. в точку
.
Степень пластической деформации характеризует усадку стружки. но если она равна 1 это не значит, что нет пластической деформации. Она есть и выражается действительным сдвигом элемента стружки.
Мерой сдвига или интенсивность деформации принимают относительный сдвиг .
Абсолютная
величина сдвига:
.
Если
выделим какой-то квадрат со стороны
,
то при сдвиге этот квадрат
со стороны
превратится в ромб. Точка
сдвигается в точку
,
точка
в точку
-
.
Рис. 3.42. Схема образования сливной стружки
;
;
;
Из
треугольников
и
имеем:
Получаем
относительный сдвиг:
.
Увеличение
угла
приводит к уменьшению
(уменьшению деформации), что является
положительным. Возникает вопрос о
направлении наибольшей вытянутости
зерен. Угол
по диагонали наибольшие сдвига. Угол
текстуры находят анализом простого
сдвига треугольника
.
Квадрат превращается в ромб с общей
неподвижной стороной
- его диагональ – с углом
.
отсюда
Угол
текстуры с увеличением деформации
уменьшается
.
Уменьшение
характеризует напряженное резание.
Преимущества сливной стружки:
1. Лучшее качество обработки поверхности.
2. Более равномерные силы резания.
Непрерывную
стружку можно получить, уменьшая
напряженность процесса резания за счет:
увеличения угла
,
применения смазочно-охлаждающего
технологического средства, увеличения
скорости резания.
Недостаток: стружка идет сплошной лентой. Это опасно для работающего оператора.
3.8.Контрольные вопросы
1. Процесс стружкообразования.
2. Типы стружек.
3. Формула Зворыкина для угла скалывания.
4. Усадка стружки.
5. Процесс наростообразования.
4.Качество обработанной поверхности детали
4.1.Влияние основных факторов на шероховатость поверхности
Качество поверхности детали определяется геометрией её реальной поверхности, точностью выполнения заданных размеров и физической характеристикой поверхностного слоя.
Отклонение от теоретической поверхности определяются макрогеометрией (овальность, конусообразность, волнистость) и микрогеометрией (шероховатость). Под шероховатостью поверхности понимается совокупность неровностей с относительно малыми шагами, образующих рельеф поверхности.
Шероховатость
поверхности характеризуется высотой
неровностей
или средним арифметическим отклонением
.
Волнистость поверхности в отличие от шероховатости, представляет собой совокупность периодически чередующихся выступов и впадин синусоидальной формы, имеющих значительно больший шаг.
Под физической характеристикой поверхностного слоя понимается:
1)структурное состояние поверхности (надрывы, микротрещины, измельчение структуры);
2)упрочнение (наклёп) поверхностного слоя (глубина и степень наклёпа);
3)остаточные напряжения (глубина, величина, знак).
Практика показывает, что качество обработанной поверхности определяет эксплуатационные свойства деталей машин, так как их разрушение обычно начинается с поверхностного слоя. Качество механической обработки детали в основном зависит от последних чистовых проходов.
Наиболее изученной
характеристикой качества поверхности
является шероховатость (ГОСТ 12789-73).
Шероховатость оценивают средним
арифметическим отклонением точек
профиля
или высотой неровностей
,
измеренными на определённой базовой
длине
.
Под величиной
понимается среднее значение расстояний
от точек измеренного профиля до его
средней линии, а
– среднее расстояние между находящимися
в пределах базовой длины пятью высшими
точками выступов и пятью низшими точками
впадин, измеренное от линии параллельной
средней линии m (рис. 4.1):
или
;
Рис. 4.43. Профилограмма шероховатости
Различают поперечную и продольную шероховатость. Поперечная шероховатость измеряют в направлении перпендикулярном к следам обработки (в направлении подачи), а продольная – вдоль следов обработки. Обычно поперечная шероховатость больше по величине и является определяющей. Для оценки шероховатости поверхности в СССР были разработаны типовые приборы: профилографы - профилометры, ВЭЧ – калибр, профилометры ВК 7, профилографы ИЗП 2%, оптические приборы: двойной микроскоп Липлика – МИС II.
Шероховатость поверхности зависит от геометрических факторов:
геометрической формы инструмента;
подачи;
технологических факторов:
упругих и пластических деформаций
трения по задней поверхности инструмента
нароста
вибраций
изменения формы инструмента от износа.
На шероховатость оказывают влияние следующие основные факторы:
1. При обработке пластических материалов наибольшее влияние оказывает пластическая деформация. С увеличением твёрдости материала шероховатость поверхности уменьшается, так как снижается коэффициент трения, уменьшается пластическая деформация и явления адгезии.
2.С увеличением скорости уменьшается пластическая деформация и шероховатость.
3. Геометрия инструмента.
Например: с увеличением угла – высота неровностей незначительно уменьшается, так как уменьшается контакт задней поверхности инструмента с обрабатываемой деталью.
4. Подача.
С уменьшением подачи уменьшается значение параметра шероховатости .
5. Применение смазочно-охлаждающих технологических средств уменьшает шероховатость.
Более подробно процесс формирование шероховатости при обработке резанием рассматривается во втором томе данного учебника.