§ 25. ПРОЦЕСС ОБРАЗОВАНИЯ СТРУЖКИ

Сущность процесса резания металлов. В результате снятия припуска получается стружка. При этом снятый слой металла меняет свои размеры и форму. Так как отделение слоя металла от заготовки и образование стружки происходит под действием силы, приложенной к зубу фрезы, то можно сказать, что измене­ние формы срезанного слоя металла обрабатываемой заготовки является результатом приложения силы.

Изменение формы какого-либо тела под действием силы на­зывается деформацией. Если после прекращения действия силы первоначальная форма тела восстанавливается, деформация на­зывается упругой. Если после прекращения действия силы тело не восстанавливает свою первоначальную форму, деформация на­зывается пластической.

При резании металлов имеют место главным образом пласти­ческие деформации. Резец, внедряясь в металл под действием приложенной силы, изменяет форму поверхностного слоя ме­талла обрабатываемой заготовки, сдвигая его частицы и превра­щая их в стружку.

Таким образом, процесс образования стружки состоит из вре­зания острия зуба (клина) в обрабатываемую заготовку, смеще­ния одних частиц металла относительно других, образования элементов стружки и отделения образовавшейся стружки от обработанной поверхности.

Образование стружки. Образование стружки происходит не одинаково для вязких и для хрупких металлов.

Рассмотрим процесс образования стружки при обработке вязких металлов (обычная сталь, медь, алюминий). Инст­румент в момент начала врезания (рис. 75, а) вдавливается в обрабатываемую заготовку по направлению стрелки и передней поверхностью сжимает металл. При этом сжатие, как это было установлено еще русским ученым проф. И. А. Тиме в 1865— 1870 гг., впервые в мире научно обосновавшим законы резания, распределяется не на весь снимаемый слой дбвге, а только на часть его, ограниченную углом абвг. Это сжатие вызывает сначала

 упругие деформации металла, но как только давление на площадку бв (рис. 75, б) превысит сопротивление срезу пло­щадки а,б, деформации становятся пластическими, и элемент стружки абвг сдвинется по направлению б,а, а резец начнет сжимать следующий слой (рис. 75, в).

Вследствие сжатия образовавшийся элемент стружки слегка поворачивается около точки б, и таким образом получается изо­гнутая стружка, одна сторона которой, прилегающая к резцу, совершенно гладкая, а другая — зазубренная, в виде пилы (рис. 76, а).

Такую стружку, получающуюся от постепенного скалывания элементов снимаемого слоя, проф. И. А. Тиме назвал стружкой скалывания.

При обработке хрупких металлов (чугун, бронза, закаленная сталь) резец сначала углубляется в заготовку таким же образом, как при резании вязких металлов, но после некото­рого углубления резца элемент стружки не скалывается, а отла­мывается, причем образующийся перед острием резца элемент (рис. 77, а) имеет форму, отличную от стружки скалывания. Обычно при этом вырывается часть металла, лежащая ниже вер­шины острия (рис. 77, б), вследствие чего обработанная поверх­ность получается недостаточно гладкой.

Получающаяся при обработке хрупких металлов стружка со­стоит из элементов неправильной формы, не связанных один с другим и похожих на чешуйки (рис. 76, в). По стороне, соприкасавшейся

 с резцом, она имеет неровную поверхность, а по другой стороне — гладкую вогнутую поверхность. Проф. И. А. Тиме на­звал такую стружку стружкой надлома.

В случае обработки металлов с малыми подачами и при не­больших глубинах резания, но с большой скоростью (скорост­ное резание) отдельные элементы в стружке как бы сливаются и образуют так называемую сливную стружку (рис. 76, б).

Виды стружки при фрезеровании. При фрезеровании имеет место прерывистое резание, так как каждый зуб, вступая в кон­такт с заготовкой, снимает поочередно свою порцию металла. Поэтому в процессе фрезерования получается стружка более ко­роткая, чем, например, при точении.

Однако закономерности образования стружки являются об­щими и для фрезерования, где встречаются все рассмотренные выше виды стружки.

Так, при фрезеровании вязких металлов с большой подачей и глубиной резания, а равно при фрезеровании недостаточно вяз­ких металлов средней твердости, как хромоникелевые, марган­цовистые, среднеуглеродистые стали, образуется стружка ска­лывания.

В случае фрезерования хрупких и твердых металлов полу­чается стружка надлома.

Фрезерование вязких металлов с малыми подачами при не­большой глубине резания на большой скорости (чистовая

обра­ботка), а равно фрезерование твердых сталей при скоростных режимах резания дает сливную стружку.

Поверхность детали после фрезерования получается более чистой в случае образования стружки скалывания и сливной стружки, чем в случае образования стружки надлома. После ско­ростного фрезерования, когда образуется сливная стружка, чис­тота поверхности достигает V 7—V 8, поэтому часто отпадает не­обходимость в последующем шлифовании.

По материалам книги “Основы фрезерного дела С.В.Аврутин 1962г.