Контактные процессы на передней поверхности
1 Нарост при резании металлов
2. Контактные процессы на передней поверхности
1 Нарост при резании металлов
Резанию большинства конструкционных материалов при определённых условиях сопутствует явление, называемое наростообразованием.
Под наростом понимают клиновидную более или менее неподвижную часть материала заготовки, расположенную у лезвия инструмента перед его передней поверхностью. При сливном стружкообразовании нарост может прочно соединиться с ПП и оставаться на ней и после прекращения резания. Твёрдость нароста в 2,5…3,0 раза больше твёрдости обрабатываемого материала.
Ф
орма
и размеры нароста характеризуются 3-мя
основными параметрами: высота Н,
ширина подошвы
,
угол γф
Нарост не является постоянным телом, а постоянно меняет свои размеры. В сотые доли секунды нарост возникает, увеличивает свою высоту до максимума, а затем частично или полностью разрушается. Процесс образования нароста. На ювенильных (химически чистых) поверхностях стружки и РИ при определённых температурах θ и давлениях создаются условия для адгезионного схватывания материалов стружки и инструмента. В результате сил адгезии происходит прочное присоединение контактного слоя стружки к ПП и образование заторможенного слоя, служащего фундаментом для нароста. При скольжении стружки по заторможенному слою происходит аналогичное схватывание и образование следующего слоя нароста, приводящее к увеличению его высоты. Вследствие большой шероховатости образовавшегося слоя создаются благоприятные условия для проникновения кислорода воздуха и его диффундирование в поверхностные слои материала. Окисные плёнки уменьшают трение между стружкой и поверхностью нароста, поэтому каждый последующий слой короче предыдущего. Высота нароста растёт до тех пор, пока его прочность становится недостаточной для восприятия нагрузки со стороны стружки и нарост разрушается. На размеры нароста основное влияние оказывают: механические свойства обрабатываемых материалов, скорость резания, передний угол γф (рис.2). Существуют материалы склонные к наросту: медь, латунь, бронза, олово, свинец, титановые сплавы и несклонные к наросту - большинство сталей, чугун, алюминий.
С
корость
резания υ
сложно влияет на величину нароста. (I
зона – V=0,5…1м/мин;
II
зона – V
= 15…30м/мин;
III
зона – V>80…100м/мин)При
малых υ
нароста нет. Максимальная величина
нароста при V
=15…30м/мин объясняется температурой
резания, при которой наиболее сильно
проявляются адгезионное взаимодействие
обрабатываемого и инструментального
материалов
2. Контактные процессы на передней поверхности
В
общем случае поверхность трения на
передней поверхности шириной С состоит
из 2-х участков: 1- участок пластического
контакта шириной С1
и
2 – участок упругого контакта.
Ширина С1 зависит от γ, а и коэффициента усадки стружки
Нормальные
контактные напряжения
имеют максимальную величину у лезвия
инструмента. На участке 1
возрастают
П
ри
свободном резании с углом
силы N
и F
можно определить через действующие на
срезаемый слой силы
,
совпадающие с вектором скорости резания
и сила
,
перпендикулярная к ней (рис.4).
Равнодействующая
и
-
сила стружкообразования R
наклонена к
под углом действия - ω
,
Средний коэффициент и угол трения
;
- Лекция № 10