Понятие о процессе резания металлов



1. Работа резца. Для создания благоприятных условий резания режущей части любого инструмента, в том числе и резца, придается форма клина. Такая форма облегчает резание благодаря ВОЗМОЖНОСТИ получения выигрыша в силе, необходимой для проникновения инструмента в обрабатываемый материал. В этом можно

Рис. 6. Работа клина
убедиться, если рассмотрим работу одностороннего клина 4 (рис. 6).
Внедряясь в обрабатываемый материал под действием внешней силы Р , клин наклонной поверхностью 3 создает вертикальное усилие F, которое разъединяет частицы материала и отгибает образующуюся стружку 2. При геометрическом сложении указанных сил получим результирующую силу R, осуществляющую
процесс резания. Эта сила, действующая перпендикулярно к поверхности 3 клина, может быть определена из формулы

где — угол заострения клина.
Из приведенной тригонометрической зависимости можно заключить, ЧТО с уменьшением угла заострения клина сила, действующая обрабатываемый материал, увеличивается к, следовательно
резание облегчается. Однако пользоваться этим свойством
клина можно только в определенных пределах, так как его режущая кромка Б по мере уменьшения угла Б становится менее прочной.

между собой. Стружка, Характер работы клина позволяет сделать важный практический вывод: обработку сравнительно мягких металлов следует выполнять острым клином, и наоборот, для твердых металлов надо применять клин с большим углом заострения.
При резании приходится преодолевать не только силы сцепления частиц материала, но также силы внешнего трения, возникающие в местах контакта клина со стружкой и обрабатываемой деталью.
Силы трения могут быть уменьшены, если поверхность 5 клина, не принимающая непосредственно участия в резании , расположить под некоторым углом к обработанной поверхности 1 детали. Так поступают при создании геометрической формы резца (рис. 7).
У резца 2 различают: переднюю поверхность /, по которой сходит стружка, заднюю 4, обращенную к обрабатываемой детали, и режущую кромку 5 — линию пересечения передней и задней поверхностей.
Положение поверхностей резца определяется: передним углом у, задним — а и углом заострения р\ Эти углы принято называть главными, так как они в основном определяют режущие способности резца.
Работа резца заключается в следующем. Внедряясь в обрабатываемый материал, резец сжимает находящийся впереди слой металла. При этом происходит деформация небольшого участка срезаемого слоя, наиболее близко расположенного к передней поверхности резца. По мере сдавливания частицы этого участка относительно сдвигаются до тех пор, пока приложенная к резцу сила Р не превзойдет силы их сцепления и не наступит скалывание и отделение деформированного участка — элемента стружки. Затем аналогичный процесс повторяется. Таким образом, образование металлической стружки протекает путем последовательного скалывания ее элементов.
2, Виды стружек. Различают три основных вида стружки: сливную , скалывания и надлома (рис. 8). При обработке мягких пластичных металлов с большой скоростью резания элементы стружки не успевают полностью отделиться и стружка сходит в виде прямой или завитой в спираль ленты с гладкой выпуклой и слегка ступенчатой вогнутой, сторонами. Такая стружка называется сливной (рис. 8, а). Большая величина переднего угла, облегчая резание, также способствует образованию сливной стружки. При резании более твердых пластичных металлов с малой скоростью резания элементы стружки успевают почти полностью отделиться, но достаточно прочно связаны изгибаясь, ломается
Рис. 7. Работа резца.

на отдельные участки небольшой длины. Такая стружка называется стружкой скалывания (рис. 8, б). Вогнутая сторона ее имеет ступенчатую форму с четко различимыми границами элементов, Иногда стружка скалывания отделяется отдельными элементами одинаковой формы. В таком случае ее называют элементной стружкой.
При резании хрупких металлов (чугун, твердая бронза) стружка сходит в виде отдельных, не связанных друг с другом элементов произвольной формы. Такая стружка носит название стружки надлома (рис. 8, в).
3. Физические явления при резании. Резание металла представляет собой сложный физический процесс, сопровождаемый рядом явлений: выделением теплоты, возникновением сил сопротивления резанию и внешним трением.
Теплота выделяется вследствие превращения механической работы, затрачиваемой на резание, в тепловую энергию и энергию внешнего трения соприкасающихся поверхностей резца, стружки и обрабатываемой детали. Подавляющая масса теплоты уносится стружкой, остальное ее количество поступает в резец,, обрабатываемую Деталь и незначительная часть уходит в окружающее пространство. Тем не менее в зоне резания создается высокая температура, которая ,совместно с трением способствует износу резца. Для защиты резца от вредного воздействия указанных явлений применяют различные смазывающе-охлаждающие жидкости, отбирающие теплоту из зоны резания .Как было установлено, обрабатываемый материал оказывает значительное сопротивление- резанию. Сила этого сопротивления прогибает резец, деталь, части станка, ухудшая точность обработки. На ее преодоление расходуется электроэнергия, потребляемая . двигателем станка. С целью уменьшения силы резания резцу придают определенную геометрическую форму соответственно условиям работы. Кроме того, для обеспечения высоких режущих свойств резцы и другие инструменты изготавливаются из специальных инструментальных материалов, способных продолжительное время ' противостоять тяжелым условиям резания металлов.
Вопросы и задания для повторения .
1. Объясните достоинство клиновой формы инструмента.
2. Определите силу резания R при работе клиньями с углами заострения (3 = 30° и 70° ) , если к ним прикладывается внешнее усилие Я=150 кг, и уменьшающие внешнее трение

кромки. Они устанавливаются на ось 3 и закрепляются на станке державкой 2.
Призматические и круглые резцы способны выдерживать большое число переточек по передней поверхности, не изменяя профиль режущей кромки, в связи с чем они преимущественно применяются для обработки сложных фасонных поверхностей. По форме головки резцы делятся на прямые (рис. 10, al ), отогнутые (рис. 10, а 2): и оттянутые (рис. 10 , г ) . У отогнутых резцов3. В чем состоит отличие резца от простого клина?
4. Изобразите резец и укажите его элементы и главные углы.
5. Приведите определения элементов резца.
6. Как протекает процесс образования металлической стружки?
7. Назовите виды стружек и объясните, при каких условиях они образуются.
8. Какими физическими явлениями сопровождается процесс .резания?
9. Объясните причины возникновения теплоты при резании и как уменьшить ее вредное действие на резец.
, 10. Как можно уменьшить силу сопротивления резанию?

Автор - nastia19071991