Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Силы в зоне пластического течения

03.11.2018

Перед рассмотрением факторов, определяющих угол сдвига, должна быть рассмотрена другая важная область, где возникают силы резания, — это передняя поверхность резца. Для частного случая, когда передний угол равен 0, сила подачи Ff есть мера сопротивления, оказываемого металлом, движущимся по передней поверхности и переходящим в стружку. Источник этого сопротивления движению металла обсуждался ранее, в которой были рассмотрены обычно существующие условия схватывания на большей части поверхности раздела (между контактной поверхностью стружки и передней поверхностью резца). Несмотря на наличие (за пределами зоны схватывания) площадок, где происходит скольжение, сила, необходимая для перемещения металла по поверхности инструмента, главным образом определяется силой, необходимой для срезания материала заготовки в зоне пластического течения на поверхности схватывания. При большинстве режимов резания увеличение силы подачи за счет трения в этой зоне, где нет схватывания, вероятно, относительно невелико. Поэтому силу подачи Ff можно считать зависящей от предела прочности на сдвиг материала заготовки kr и той части площадки контакта Ar на передней поверхности, которая находится в условиях схватывания

Сила подачи может быть измерена с высокой точностью, площадь контакта обычно не может быть точно определена. Наблюдать эту площадку во время резания не представляется возможным, поэтому обычно при исследовании резцов, побывавших в работе, обращают внимание на площадку износа, на которой виден налет металла заготовки в виде пятен и потемнения поверхности вследствие окисления или науглероживания при применении смазочно-охлаждающих жидкостей. Налипание может быть на изношенной поверхности или в смежных зонах, что затрудняет определение границы изношенной поверхности. Многие из перечисленных факторов проявляются сравнительно слабо и не всегда легко различимы на шлифованной поверхности инструмента. Поэтому при проведении экспериментальных исследований этой проблемы рекомендуется строго применять резцы с полированной передней поверхностью, если только качество поверхности инструмента не является исследуемым параметром. He существует универсальных методов определения площади контакта, которая зависит от свойств материала заготовки, инструмента и режимов резания. Необходимо критически относиться к критериям, определяющим площадь контакта. Для подробного изучения изношенного резца могут быть применены различные методы.

Можно растворить химическим путем налипший к инструменту материал заготовки для того, чтобы подвергнуть изношенную поверхность резца исследованию. Этот метод применяется для твердосплавных резцов для обработки стали или чугуна, но не может быть применен для стальных резцов вследствие того, что реактивы, удаляющие стружку, воздействуют также и на инструмент. Можно исследовать сечение поверхностей резца после мгновенного прекращения процесса резания. Передняя поверхность резца из быстрорежущей стали после обработки титана показана на рис. 4.2. Был применен метод мгновенного прекращения резания, позволивший определить площадь схватывания, в данном случае определяемую линией раздела AB. Внутри этой площади налипший титан свидетельствует о разрушении металла при растяжении контактных слоев. За пределами этой зоны небольшие пятна титана характеризуют зону, в которой контакт был случайным и непродолжительным.

При прямоугольном резании ширина зоны контакта обычно равна глубине резания или незначительно превышает ее, хотя при обработке очень мягких материалов может происходить более значительное расширение стружки. Длина контакта L может быть больше толщины срезаемого слоя t1 и даже превышать ее в 10 раз. Обычно длина контакта неравномерна по ширине стружки, и поэтому следует определять ее среднее значение. Площадь контакта в основном определяется длиной контакта L. Это наиболее важный параметр, оказывающий очень большое влияние на силы резания, стойкость резца и многие аспекты обрабатываемости.

В ранних работах, посвященных анализу сил резания, перемещение стружки по инструменту рассматривалось, исходя из классической теории трения, согласно которой важной зависимостью был коэффициент трения, определяемый как отношение силы трения к нормальной силе на передней поверхности резца. Согласно этой модели процесса резания площадь контакта была несущественной и не делалось никаких попыток для ее измерения, что привело к утрате наиболее важной информации. Когда можно определить площадь контакта Ar, то из уравнения (4.4) может быть найдено значение предела прочности на сдвиг kr материала заготовки на передней поверхности резца. Вызывает сомнение, настолько ли важно знание величины kr, в частности, из-за погрешности измерения длины контакта, а также из-за чрезвычайно большой степени относительного сдвига, скорости деформации, температуры и температурного градиента в этой зоне. Маловероятно, чтобы значение kr соответствовало напряжению сдвига в плоскости сдвига ks. Обычно kr ниже ks и уменьшается с увеличением скорости резания.

Любое изменение состава или структуры материала заготовки приводит к увеличению силы подачи Ff, что вызвано повышением kr. Влияние легирования, способствующего как повышению, так и уменьшению kr, рассмотрено далее.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: