Стружкообразование.

Образование стружки является сложным процессом деформации металла режущим клином, который, внедряясь в металл, производит все-виды деформации - упругую, пластическую и разрушение. Рассмотрим процесс стружкообразования на схеме, впервые исследованной проф. И.А. Тиме при строгании стальной заготовки на продольно-строгальном станке с очень малой скоростью резания (рис.6).

В начальный момент (а) внедрения резца в металл под действием усилия Р возникает сложное напряженное состояние с упругими, а затем пластическими деформациями и постепенным увеличением напряжений сжатия. Нарастание пластической деформации (б) сопровождается вспучиванием материала и при дальнейшем увеличении напряжений до критических, когда происходит отделение (скалывание) элемента стружки (б), процесс повторяется. Проф. И.А. Тиме назвал процесс резания процессом последовательного скалывания элементов срезаемого слоя. Им же впервые было обнаружено, что скалывание элемента происходит по вполне определенной плоскости АВ(рис. 6, г), которая была названа плоскостью скалывания. Расположение плоскости скалывания в пространстве вполне определенно, угол, который она составляет с плоскостью резания, названный углом скалывания j, является для всех вязких материалов величиной постоянной, равной 145-150°.

Рис. 6. Образование стружки (по И.А. Тиме)

Угол скалывания состоит из двух углов - угла резания и угла, заключенного между передней поверхностью резца и плоскостью скалывания, или угла действия. Поскольку угол скалывания j есть величина постоянная, то очевидно, что с увеличением угла резания уменьшается угол действия, а следовательно, возрастает степень деформации металла. Это явление сопровождается не только возрастанием усилия резания, но и увеличением усадки, т.е. укорочением стружки, связанным с пластической деформацией и утолщением по сравнению с сечением среза.

И.А. Тиме предложил классификацию типов стружки, разделив ее на сливную, скалывания и надлома.

Сливная стружка (рис.7,а) получается при обработке вязких материалов с высокими скоростями резания при небольших подачах. На ней трудно выделить отдельные элементы, она может быть в виде ленты или спирали.

Стружка скалывания (рис.7,б) получается при обработке более твердых материалов с более низкими скоростями резания и большими подачами, имеет достаточно четкие границы отдельных элементов, которые продолжают оставаться соединенными между собой, образуя гладкую подрезцовую сторону.

Стружка надлома (рис.7,в) имеет отдельные, не связанные между собой элементы, получаемые за счет хрупкого разрушения срезаемого слоя при обработке твердых и непластичных материалов (чугун, бронза, ряд неметаллических материалов). При образовании стружки надлома очень трудно получить хорошую чистоту обрабатываемой поверхности, на которой остаются отдельные впадины.

Рис. 7. Типы стружки