Пластическая деформация в процессе резания и ее зависимость от условий резания

1.

Учебный элемент:
«Пластическая
деформация в
процессе резания и
ее зависимость от
условий резания»

2.

УЭ : «Пластическая деформация в процессе
резания и ее зависимость от условий резания»
Стр. 2
Резание металлов – это
сложный процесс
взаимодействия режущего
инструмента и заготовки,
сопровождающийся
деформированием
срезаемого слоя металла.
Срезаемый слой
В начальный момент
резания, когда движущийся
инструмент пор действием
силы Р вдавливается в
металл, в срезаемом слое
возникают упругие
деформации.
При дальнейшем
движении инструмента
упругие деформации,
увеличиваясь по
абсолютному значению,
переходят в пластические.
В следствии этого в
прирезцовом слое металла
возникает сложное
упругонапряженное
состояние.
Р
Упругие деформации
Пластические деформации
Упругонапряженное
состояние

3.

УЭ: «Пластическая деформация в процессе
резания и ее зависимость от условий резания»
Стр. 3
Так как обработке
резанием подвергаются
металлы, имеющие
поликристаллическую
структуру, сложное
упругонапряженное
состояние металла
приводит к его
пластическому
деформированию, т.е. к
смещению частей
кристалла друг
относительно друга.
Различают
пластическую
деформацию(ПД):
• внутрикристаллитную;
• межкристаллитную.
ПД
внутрикристаллитная
межкристаллитная

4.

УЭ : «Пластическая деформация в процессе
резания и ее зависимость от условий резания»
Стр. 4
Внутрикристаллитная
пластическая
деформация
осуществляется по
одному из двух путей: Напряжение
сдвига
• скольжение
Плоскость
сдвига
Напряжение
сдвига
• двойникование
Плоскость
сдвига

5.

УЭ: «Пластическая деформация в процессе
резания и ее зависимость от условий резания»
Стр. 5
При большой степени
деформации возникает
преимущественная
ориентация направлений
осей кристаллов до их
параллельного
расположения –
образование текстуры
ПД
ПД характеризуется:
• изменением объема зоны
опережающей ПД;
• изменением степени ПД
металла внутри зоны.
Объем зоны
опережающей
деформации
Степень ПД
металла внутри
зоны

6.

УЭ: «Пластическая деформация в процессе
резания и ее зависимость от условий резания»
Стр. 6
С
Сдвиговые деформации
происходят в зоне АВС.
В
А
Сдвиговые деформации
происходят по плоскости
ОО, которую называют
плоскостью сдвига.
О
В
С
А
О
Плоскость сдвига
Плоскость ОО располагается
под углом θ (примерно
С
равным 300) к направлению
О
движения резца. Угол θ
θ В
называют углом сдвига.
А
О

7.

УЭ 11: «Пластическая деформация в процессе
резания и ее зависимость от условий резания»
Стр.7
Стружка
Срезанный и
превращенный в стружку
слой металла
дополнительно
деформируется в
следствии трения стружки
о переднюю поверхность
инструмента.
В зоне АВС
располагаются
деформированные и
разрушенные кристаллы,
сильно измельченные и
вытянутые в цепочки в
определенном
направлении,
совпадающем с
плоскостью О1О1
(плоскость скалывания),
которая составляет с
плоскостью сдвига угол β .
β - угол скалывания
Передняя
поверхность
О1
β
О1
Плоскость сдвига
Плоскость скалывания

8.

УЭ : «Пластическая деформация в процессе
резания и ее зависимость от условий резания»
Стр. 8
В процессе резания
заготовок из
пластичных металлов
и сталей средней
твердости превалирует
пластическая
деформация, при этом
угол β доходит до 300.
β
стружка
Деформация
заканчивается в
плоскости АС, где
происходит сдвиг
элементарного объема
металла и образуется
стружка.
С
А
0
30

9.

УЭ: «Пластическая деформация в процессе
резания и ее зависимость от условий резания»
Стр. 9
В результате ПД:
• изменяется
структура кристалла;
• изменяются физикомеханические
свойства металла;
• накапливаются
нормальные
напряжения (σ);
ПД
Изменение
структуры
Изменение
физикомеханических
свойств
Накапливаются
нормальные
напряжения (σ)

10.

УЭ 11: «Пластическая деформация в процессе
резания и ее зависимость от условий резания»
Стр.10
На величину
пластической деформации
влияют следующие
основные факторы:
• свойства обрабатываемого
материала;
НВ
α,γ, φ
• геометрические параметры
резца;
V,S,t
• элементы режима резания;
COC
•свойства окружающей
среды.
Чем больше
твердость (НВ)
обрабатываемого
материала, тем меньше
объем пластической
деформации (Vпд).
Чем больше передний
угол (γ),тем больше
острота режущего клина
и тем меньше объем
пластической
деформации.
НВ
γ
острота клина
Vпд
VПД

11.

УЭ: «Пластическая деформация в процессе
резания и ее зависимость от условий резания»
Стр.11
С увеличением главного
заднего угла (α)
уменьшается сила трения
по задней поверхности (
fтр), что приводит к
уменьшению объема ПД.
С увеличением главного
угла в плане (φ)
увеличивается толщина
срезаемого слоя (а), что
приводит к увеличению
объема пластической
деформации
С увеличением глубины
резания увеличивается
ширина срезаемого слоя (в)
и растет объем
пластической деформации
(VПД) .
α
φ
t
fтр
VПД
а
VПД
в
VПД

12.

УЭ: «Пластическая деформация в процессе
резания и ее зависимость от условий резания»
Стр.12
С увеличением
подачи возрастает
толщина срезаемого
слоя (а), увеличивается
объем пластической
деформации (VПД).
Увеличением
скорости резания
ведет к уменьшению
объема ПД.
Применение СОС
ведет к уменьшению
объема ПД.
S0
а
VПД
υ
VПД
COC
VПД