Справочник инструментальщика.

И.А.Ординариев, Г.В.Филиппов, А.Н.Шевченко, А.В.Онишко, А.К.Сергеев.

Машиностроение, 1987 г.

Тепловые процессы при резании. Тепловыделение при резании связано с процессами упруго-пластических деформаций, трением по передним и задним поверхностям инструмента, образованием новых поверхностей (работа диспергирования). Количество тепла, выделяемого при резании в единицу времени, равно

Q = PzV/5,6. Интенсивность тепловыделения в разных зонах различна. Наибольшая деформация металла осуществляется клипа в контактном слое стружки, где степень деформации в десятки раз выше, чем в других зонах. Этот же контактный слой стружки участвует в работе трения по передней грани. Этим можно объяснить наибольшее тепловыделение и температуру в контактном слое стружки. Наименьшая деформация металла и сил трения — в слоях обработанной поверхности, прилегающих к задней грани инструмента. В этой зоне и температура нагрева наименьшая.

Выделяющееся при резании тепло отводится со стружкой, (основное количество), через режущий инструмент (около 20 % тепла), через обрабатываемое изделие (около 10 %), в окружающее пространство путем излучения и конвекции, а при подводе путем теплопередачи. Устойчивый тепловой баланс при резании наблюдается при равенстве выделяющегося и отводимого тепла. Температура в зоне резания при этом определяется характеристиками обрабатываемого и инструментального материалов, режимами резания, условиями обработки. Расчет температур для конкретных условий обработки см., например, в работе [2041]. Виды износа режущего клина и его основные причины. Процессы резания сопровождаются износом режущего клина. Различают следующие виды износа (рис. 2.25, а—б).

Износ по передней поверхности (лункообразный износ) преобладает при обработке вязких материалов, больших скоростях резания и съеме больших припусков; характеризуется глубиной h, шириной с лунки износа и расстоянием ее от режущей кромки (рис. 2.25, а).При положительных значениях переднего угла износ лунки с увеличением глубины ее происходит симметрично как в направлении схода стружки, так и в обратном направлении. При отрицательных значениях переднего угла значение f3 остается постоянным, а износ идет в направлении схода стружки .Износ по задней поверхности преобладает при обработке хрупких материалов, вязких аустенитных сталей и сплавов с большим упругим последействием; характеризуется размером площадки износа hh (рис. 2.25, б).

Износ по передней и задней поверхностям одновременно наблюдается при обработке сталей, склонных к наклепу. Он характеризуется как размерами лунки на передней поверхности, так и размером площадки износа по задней поверхности,Основными причинами износа могут быть (рис. 2.26) следующие.

Абразивный износ (2) связан с удалением частиц режущего материала под действием высокотвердых включений, карбидов, а также частиц окисных пленок, возникающих под действием высоких давлений и температуры. Характеризуетсяистирающей способностью обрабатываемого материала.

Адгезионный износ (3) связан с процессами схватывания (сваривания) отдельных микроучастков поверхностей инструмент — стружка под воздействием высоких давлений и температуры при непрерывном перемещении стружки по инструменту, благоприятствующем образованию зон сварки под давлением. Созданию таких зон способствует шероховатость поверхности инструмента.

Закономерность износа приближенно определяется зависимостью vT ж const ("т^У* v — скорость резания; Т —стойкость инструмента, Ик и Н2 — твердости инструментального материала и контактных слоев стружки соответственно; г — показатель степени износа.