Виды стружки при токарной обработке металла. Образование стружки. Виды стружки при фрезеровании

В зависимости от условий обработки и свойств обрабатываемого мате­риала при резании металлов могут образовываться четыре основных типа стружки: элементная, суставчатая, сливная и стружка надлома (рис. 8.2).

Элементная стружка (рис, 8.2, а ) состоит из отдельных «элемен­тов», слабо связанных друг с другом. Суставчатая стружка (рис. 8.2, б ) также состоит из отдельных элементов (сегментов), однако эти элемен­ты прочно соединены друг с другом. Сливная стружка (рис. 8.2, г ) от­личается сплошностью, и если на ее пути нет препятствий, она сходит непрерывной лентой или завивается в спираль. Поверхность 1 называется контактной поверхностью стружки, а поверхность 2 - свободной поверх­ностью. Наиболее часто эти три вида стружки образуются при обработке пластичных материалов, причем с увеличением твердости и прочности, а также с увеличением подачи и уменьшением переднего угла инструмента более часто образуются элементная и суставчатая стружки. С увеличением скорости резания и переднего угла инструмента происходит переход от элементной к суставчатой, а затем - к сливной стружке. Стружка надлома (рис. 8.2, в ) образуется при обработке хрупких материалов и сходит в виде кусочков неправильной формы, отрываемых от обрабатываемой поверх­ности, поэтому обработанная поверхность в этом случае отличается повы­шенной шероховатостью.

Рис. 8.2. Типы стружек, образующихся при резании

а) элементная стружка; б) суставчатая стружка; в) стружка надлома; г) сливная стружка

Тип образующейся стружки не только внешне отражает условия проте­кания процесса резания, но имеет и вполне определенное влияние на эф­фективность и качество обработки. Так, при образовании сливной стружки в виде сплошной ленты необходимо на ее пути создавать специальные стружкозавивающие элементы в виде канавок или уступов, поскольку сплошная горячая стружка может представлять опасность для оператора, снижать качество обработанной поверхности, приводить к поломке инстру­мента и увеличению времени простоев оборудования. Тип стружки влияет на характер распределения напряжений и температуры на контактных по­верхностях инструмента, а, следовательно, на его стойкость и прочность.

	|	следующая лекция ==>

Классификацию предложил И. А. Тиме: стружка сливная (а), скалывания или суставчатая (б), элементная (в), и надлома (г).

Рисунок 3.3 – Типы стружек

Стружка скалывания состоит из отдельных элементов. Поверхность стружки, контактирующая с передней поверхностью резца гладкая. Она образуется в результате обработки сталей и других пластичных материалов при большой толщине срезаемого слоя, относительно низкой скорости и небольшом переднем угле лезвия.

При уменьшении толщины среза, повышении скорости резания и увеличении переднего угла отдельные элементы стружки станут менее отчетливыми и будут сходить без зазубрин на ее внешней стороне (сливная стружка).

Если увеличить толщину среза, уменьшить скорость резания и передний угол g, отдельные элементы стружки будут менее связанными, то есть образуется элементная стружка. Эти три вида стружки получаются при обработке пластичных материалов.

В случае обработки хрупких материалов при большой толщине среза и больших углах g происходит вырывание или откалывание хрупких частиц металла неправильной формы.

Получаемая при этом стружка называется стружкой надлома. Она образуется при обработке чугуна, который плохо сопротивляется растяжению.

При больших углах g в срезаемом слое появляются напряжения отрыва, которые способствуют выламыванию кусков металла. Если увеличить скорость резания, при обработке чугуна образуется элементная стружка, а при очень высоких скоростях чугун дает сливную стружку, хотя по сравнению со стальной стружкой прочность ее низка.

Классификация И.А. Тиме не потеряла своего значения и в наше время, хотя и подверглась значительной конкретизации. Например: при обработке стали известно свыше 30 разновидностей стружки.

3.3 Механизмы образования стружки при свободном

прямоугольном резании

Свободная поверхность стружки всегда неровная, обычно на ней заметны мелкие волны или зазубрины. Даже на прочной сливной стружке часто можно наблюдать трещины, разрывы. Поскольку полное описание механизма образования стружки сложно для анализа напряжений и деформаций при резании, реальный процесс стружкообразования заменяют его упрощенной моделью.

Не принимается во внимание искажение формы полученных листов реальной стружки и увеличение ее ширины; ее поперечное сечение представляют в виде прямоугольника с высотой, равной средней толщине стружки и шириной, равной первоначальной ширине резания.

Режущий клин действует на срезаемый слой толщиной а на контактной площадке шириной с. Сила R 1 , с которой инструмент передней поверхностью давит на срезаемый слой получила название силы стружкообразования. Линия ОК разграничивает области сжимающих (слева от ОК) и растягивающих (справа от ОК) напряжений в обрабатываемом материале ниже поверхности резания.

Рисунок 3.4 – Зоны первичной и вторичной деформации при превращении срезаемого слоя в сливную стружку

Зона ОАВNО , расположенная перед передней поверхностью инструмента является зоной первичной деформации. Она имеет форму клина с вершиной, совпадающей с вершиной инструмента. Нижняя граница ОА зоны 1 вогнута и пересекает продолжение поверхности резания. По длине она в 2 - 4 раза больше выпуклой верхней границы ОВ зоны I. Обрабатываемая поверхность плавно сопрягается со свободной стороной стружки по линии АВ . Правее линии ОВ находятся зерна стружки, а левее линии ОА – недеформированные зерна материала срезаемого слоя. Зерно материала срезаемого слоя, перемещаясь относительно инструмента со скоростью v , проходит по траектории своего движения (кривая FQ ) и сильно деформируется. Деформация зерна заканчивается в точке Q , и оно приобретает скорость v с ,равную скорости стружки.

Линией ОА показана поверхность сдвига (скольжение), на которой сдвигающие напряжения t равны пределу текучести t с материала на сдвиг, то есть t = t с. Вся зона ОАВNО делится на подобные поверхности, на каждой из которых сдвигающие напряжения равны пределу текучести материала, уже получившего упрочнение в результате предшествующей деформации.

Последняя деформация сдвига обозначается на рисунке линией ОВ . На ней сдвигающие напряжения t равны пределу текучести t с 9 на сдвиг материала, окончательно упрочненного в результате превращения срезаемого слоя в стружку.

Деформирование срезаемого материала при этом было бы законченным, если бы отсутствовало трение между контактной поверхностью стружки и поверхностью инструмента. Поскольку трение между указанными поверхностями имеется всегда, зерна стружки, находящиеся в непосредственной близости от контактной поверхности стружки, продолжают деформироваться и после выхода их из зоны первичной деформации. Так возникает зона II вторичной деформации стружки, ограниченная передней поверхностью инструмента и линией ОNД . Ширина ОД этой зоны приблизительно равна половине ширины площадки контакта С, а максимальная ее толщина D 1 составляет примерно 0,1а с .

Степень деформации зерен во II зоне может в 20 и более раз превышать среднюю деформацию стружки.

Размеры зоны вторичной деформации и степень деформации зерен в этой зоне определяются силами трения на контактных поверхностях стружки и инструмента. Чем меньше силы трения, тем меньше размеры зоны II и деформация в ней зерен. При уменьшении a , увеличении g и применении СОЖ с сильно выраженными смазочными свойствами зона II практически исчезает.

При g,a, v , используемых в производственных условиях, протяженность FQ первичной деформации резко сокращается, а ее границы ОА и ОВ сдвигаются, приближаясь к линии ОЕ , наклонной к плоскости резания под углом b . Это позволяет считать, что сдвиговые деформации локализуются в тонком слое толщиной Dx , а семейство плоскостей скольжения можно заменить единственной плоскостью ОЕ , называемой условно плоскостью сдвига. При этом процесс превращения срезаемого слоя в стружку можно представить как процесс последовательных сдвигов тонких слоев обрабатываемого материала вдоль условной плоскости сдвига.

При резании материалов средней пластичности на средних скоростях резания образуются стружки скалывания, при резании мягких пластичных материалов или тех же, но на больших скоростях резания образуются сливные стружки.

Процесс образования стружек скалывания происходит в описанной ниже последовательности (рисунок.).

Под действием силы Р резец внедряется в обрабатываемый материал и производит смятие его в каком-то объеме. По мере перемещения резца длина площадки смятия l см увеличивается и на обрабатываемый материал, на его

элементарный объем - элемент будущей стружки, действует все большая возрастающая сила. Увеличение этой силы идет до тех пор, пока не произойдет скалывание элемента по плоскости 1-1 под углом b 1 . Эта плоскость называется плоскостью скалывания, а угол b 1 - углом скалывания. Со стороны резца на элемент стружки действует сила Р см :

s см - предел прочности обрабатываемого материала на смятие,

b - ширина среза,

l см - длина площадки смятия.

Элемент удерживается силой Р:

где t ск - предел прочности обрабатываемого материала на сдвиг(скалывание),

а – толщина среза.

Для скалывания элемента необходимо, чтобы:

Отсюда видно, что размеры скалываемых элементов зависят от физико-механических свойств обрабатываемого материала, толщины среза, величины переднего угла и угла скалывания, величина которого сильно зависит от свойств внешней среды, в которой осуществляется резание.

Периодический характер образования стружки вызывает колебания силы резания, что делает процесс резания динамически неустойчивым.

Признаком стружек скалывания является наличие различимых на глаз крупных элементов. Скалывание элементов не приводит к разрушению металла, стружка представляет собой прочное тело из крепко соединенных друг с другом элементов.

Сливная стружка представляет собой сплошную ленту, в которой отдельные ее элементы не вооруженным глазом трудно различимы и не просматриваются. В отличие от процесса образования стружек скалывания, в сливных стружках деформация смятия происходит одновременно со сдвигом элементов. Как только произойдет его сдвиг, на плоскости сдвига металл упрочнится и элемент остановится, прекратит свое движение по плоскости скалывания. При остановке он снова сминается движущимся инструментом, площадка смятия у основания элемента увеличивается, сила Р см становится больше Р ск и элемент вновь сдвигается. И так происходит в течение всего времени образования стружки.

Процесс образования стружки здесь не заканчивается в зоне сдвига. При образовании сливных стружек процесс формирования их продолжается в течение всего времени движения по передней поверхности режущего инструмента.

При резании хрупких металлов образуются стружки надлома. Резец, внедряясь в металл, не сдвигает его, а сжимает и вырывает сжатый надломленный элемент. Разрушение идет по поверхности, произвольно охватывающей напряженную зону, поэтому обработанная поверхность получается неровной.

При обработке резанием превращение срезаемого слоя в стружку является одной из разновидностей процесса пластического деформирования материала, изменение под действием внешних сил формы материала без его разрушения. Срезаемые стружки имеют различные вид и форму которые зависят от химического состава, структурного состояния металла, режимов резания, геометрии режущего инструмента и пр. Основными факторами, влияющими на форму стружки, являются глубина резания и подача. Глубина резания влияет на ширину стружки, следовательно, и на ее форму.

Удовлетворительной считается стружка в виде коротких спиралей и запятых. Важную роль в процессе стружкообразованию играют главный угол в плане и радиус при вершине пластины. При разной глубине резания одна и та же режущая пластина будет образовывать и ломать стружку разными способами.

Впервые классификация стружки была предложена И.А. Тиме, все виды стружки были разделены по внешнему виду и строению на три основных группы: сливная стружка, стружка скалывания или суставчатая, стружка надлома.

Рис. 1. Виды стружек

Если обрабатываемый материал хрупок (чугун, бронза), то стружка получается в виде отдельных мелких кусочков неправильной формы (рисунок 1, г) такая стружка называется стружкой надлома. Если обрабатывается пластичный металл (мягкая сталь, алюминий), то отдельные элементы не отделяются друг от друга и стружка сходит с резца в виде ленты, завивающейся в спираль (рисунок 1, в), такая стружка называется сливной. При обработке металлов средней твердости образуется ступенчатая стружка (рисунок 1, б), она состоит из отдельных элементов соединенных между собой. Внутренняя поверхность такой стружки (обращенная к резцу) гладкая, а внешняя сторона ступенчатая. При обработке металлов средней твердости с очень малой скоростью резания образуется элементная стружка (рисунок 1, а), она состоит из отдельных деформированных элементов на связанных между собой.

Обеспечение образования короткой, легко удаляемой стружки особенно важно при высоких режимах резания, когда в единицу времени образуется большой объем стружки и необходимо обеспечить безостановочную работу оборудования и безопасность оператора.

Рис. 2. Способы ломания стружки

Известны четыре основных вида стружколомания:

А. Стружка ломается в процессе резания, благодаря правильно выбранным для данного обрабатываемого материала геометрии инструмента и параметрам режима резания.

Б. Стружка ломается от соприкосновения с задней поверхностью режущей пластины или корпуса резца. Такой метод, хотя и приемлем в ряде случаев, может привести к поломке режущей пластины.

С. Стружка ломается при контакте с обрабатываемой деталью, что может привести к увеличению шероховатости обрабатываемой поверхности, чаще всего данный способ неприемлем.

Д. Стружка ломается о специальный стружколом, прикрепленный на режущий инструмент или станок.

Привет мои друзья! Сегодня мы поведем разговор про то какие виды стружки бывают, а также от чего зависит направление ее схода в ту или иную сторону. Вы подумаете наверное, что незачем уделять стружке столько внимания, но это не так если вы хотите быть действительно клевым инженером технологом.

Виды стружки.

Ни для кого не секрет, что при любом виде механической обработки металлов образуется стружка и виды стружки могут быть абсолютно разные. Когда мы то стружка разлетается в разные стороны на многие метры и засыпает пол. При обработке детали на токарном станке бывают различные виды стружки которые мы сейчас будем рассматривать ниже.

Основных видов стружки которая образуется при существует 3 вида и сейчас про каждый из них мы поговорим поподробнее.

Такая стружка образуется при обработке пластичных материалов которые имею высокую вязкость и название сливная не спроста, так как если посмотреть на процесс резания со стороны то создается впечатление, что она прямо струится или другими словами сливается вниз от резца.

Стружка скалывания.

Стружка скалывания называется так потому, что она не льется как в первом варианте а отлетает небольшими кусочками (сколами) эти сколы могут быть различных размеров по длине и конфигурации в зависимости от условий обработки. Возникает при обработке легированных сталей достаточно твердых (но не каленых).

Стружка надлома.

Такой вид стружкообразования как надлома образуется в процессе обработки хрупких материалов и по своему виду получается очень мелкая и сыпется как металлический «песок» 🙂 . Эта стружка наиболее удобна при ее удалении из станка, но она имеет большой минус, а именно забивается во все доступные щели в том числе и зазоры между направляющими станка, что приводит к их повышенному износу.

Виды стружки.Направление схода стружки при токарной обработке.

Что касается направления схода стружки то она зависит от геометрии заточки (углов) как видно на рисунке ниже мы его рассмотрим поподробнее. Хотя на нем и так все понятно 🙂 .

И так по номерам:

1. Угол наклона режущей кромки равен «0». Тогда стружка сходит в направлении перпендикулярно режущей кромке резца (на него).

2. Угол наклона режущей кромки положительное значение «+». Стружка плавно сходит в сторону где находится уже обработанная поверхность.

3. При отрицательном значении угла наклона режущей кромки стружка сходит в направлении движения резца.

Ну вроде бы все понятно:). Но если есть вопросы с радостью обсужу с вами в комментариях)))))).

Заключение. Виды стружки.

Пожалуй все! Сегодня мы с вами обсудили немаловажную тему которая называется — виды стружки и направление ее схода при токарной обработке. Да!!! если кто хочет, чтобы я написал про какую то тему конкретно напишите мне попробую помочь:). Вообще хочу вам сказать, что писать про темы металлообработки для меня одно удовольствие

Если статья вам понравилась нажимайте кнопочки соц. сетей внизу поста и оставляйте свои комментарии мне очень важно ваше мнение.

ДО ВСТРЕЧИ!!!

С вами был Андрей!

Металл, срезанный с заготовки режущим инструментом, называется стружкой. Процесс резания (стружкообразование ) является одним из сложных физических процессов, при котором возникают и упругие и пластические деформации; этот процесс сопровождается большим трением, тепловыделением, наростообразованием, завиванием и усадкой стружки, повышением твердости деформируемых слоев металла и износом режущего инструмента. Вскрыть физическую сущность процесса резания и установить причины и закономерности явлений, которым он сопровождается, - основная задача науки о резании металлов. Правильное решение этой задачи позволит рационально управлять процессом резания, сделать его более производительным и экономичным, даст возможность получать более качественные обработанные поверхности и детали.

Под действием режущего инструмента срезаемый слой подвергается сжатию. Процессы сжатия и растяжения сопровождаются упругими и пластическими деформациями. В растягиваемом образце до точки α возникают упругие (обратимые) деформации (рис. 25), затем наступает текучесть металла (участок αс), после чего происходят пластические (необратимые) деформации, заканчивающиеся разрушением (разрывом).

Пластическое деформирование заключается в сдвиге одних слоев относительно других по плоскостям скольжения, которые совпадают в основном с направлением наибольших сдвигающих напряжений. Сдвиги происходят между отдельными частицами кристаллического зерна (монокристалла, рис. 26 и между самими зернами в поликристалле*; в результате сдвигов изменяется форма зерен, их размер и взаимное расположение.) Процесс пластического деформирования сопровождается большим тепловыделением и изменением свойств металла; одним из таких изменений является повышение твердости (а, следовательно, и хрупкости).

* Линии сдвига (линии Чернова) легко наблюдаются на отполированном цилиндрическом образце, подвергаемом растяжению или сжатию.

При сжатии картина будет аналогична описанной, только вместо удлинения образца произойдет его укорочение. Процесс сжатия при резании отличается от обычного сжатия образца, заключенного между двумя сближающимися поверхностями, тем, что срезаемый слой связан с остальной массой заготовки; поэтому, если обычное сжатие образца может быть названо свободным сжатием, то сжатие срезаемого слоя при резании можно назвать несвободным; основные закономерности свободного сжатия справедливы и для несвободного сжатия.

Процесс стружкообразования представляет собой процесс упругопластического деформирования (сжатия) срезаемого слоя.

В зависимости от условий обработки срезанный слой (стружка) может быть различных видов. При обработке пластичных металлов (сталей) образуются стружки трех типов: элементная, ступенчатай и сливная (рис. 27, а-в), а при обработке малопластичных металлов - стружка надлома (рис. 27, г).

Элементная стружка получается при обработке твердых и маловязких металлов с малой скоростью резания. Эта стружка состоит из отдельных пластически деформированных элементов, слабо связанных или совсем не связанных между собой. Образование таких элементов стружки было наглядно показано еще И. А. Тиме, положившим начало научному исследованию процесса стружкообразования.

Схема образования элементной стружки при свободном резании дана на рис. 28. Под влиянием силы P z , приложенной к резцу, последний постепенно вдавливается в массу металла, сжимает его своей передней поверхностью и вызывает сначала упругие, а затем пластические деформации. По мере углубления резца растут напряжения в срезаемом слое, и когда они достигнут величины прочности данного метала, произойдет сдвиг (скалывание) первого элемента по плоскости сдвига AB, составляющей с направлением перемещения резца (с обработанной поверхностью) угол β 1 . Угол β 1 называется углом сдвига (скалывания).

После я первого элемента стружки резец своей передней поверхностью сжимает (деформирует) следующий близлежащий слон металла, в результате чего образуется второй элемент, отделяющийся от основной массы металла по плоскости максимальных касательных напряжений под тем же углом β 1 и т. д. В своих опытах И. А. Тиме установил, что в зависимости от угла резания δ угол ∆ = (180°- β 1) = 145 ÷ 155° (чем больше δ, тем больше ∆).

Наблюдая за потускнением тщательно отполированных боковых поверхностей свинцовых пластинок, И. А. Тиме первый установил, что срезаемый слой подвергается пластическому деформированию. Позднее (1892-1893 гг.) проф. К. А. Зворыкин определил положение плоскости скалывания теоретическим путем, подтвердив данные И. А. Тиме (по данным К. А. Заворыкина угол ∆=135 ÷ 157°).

Работы советских исследователей показали, что в широком диапазоне положительных и отрицательных значений переднего угла резца угол ∆ имеет несколько большую величину (135 - 170°) и что по всей ширине среза угол сдвига β 1 не является величиной постоянной. Поэтому плоскость сдвига правильнее называть поверхностью сдвига .

Используя киносъемку, проф. В. А. Кривоухов получил отчетливую картину образования элементной стружки при малой скорости резания (0,625 мм/мин) заготовки из стали 45 (рис. 29); на рис. 29, α один из элементов хотя и образован, но еще окончательно от основной массы металла не отделен; на рис. 29, б этот элемент отделился, и при движении резца продолжается деформация и образование следующего элемента (рис. 29, в, г и д), причем поверхностная часть слоя, превращаемого во второй элемент, уже подверглась пластическому деформированию на некоторую глубину при образовании предыдущего элемента, о чем говорит искривление предварительно нанесенной сетки. Перед отделением элемента по поверхности сдвига сначала, вследствие концентрации напряжения, иногда появляется опережающая трещина, которая, распространяясь кверху, переходит в поверхность сдвига (рис. 29, д). Отделенный второй элемент (рис. 29, е) располагается под первым. Искажение сетки, нанесенной предварительно на боковую поверхность пластинки, показывает, что оба элемента по всему их объему подверглись пластической деформации; искажение сетки вблизи поверхности сдвига показывает, что пластической деформации подверглись и эти слои металла.

Применив впервые для исследования процесса резания металлографический метод (1912-1914 гг.), Я. Г. Усачев показал, что микроструктура стружки отличается от микроструктуры основной массы обрабатываемого металла и что в самой стружке имеются плоскости скольжения АС (рис. 30), не совпадающие по направлению с поверхностью сдвига АВ. Обнаруженные Я. Г. Усачевым плоскости скольжения представляют собой плоскости, в которых происходят относительные сдвиги частиц металла при его пластическом деформировании (сжатии), перед тем как элемент стружки отделится от основной массы металла по поверхности сдвига. Эти плоскости скольжения являются вынужденным направлением относительных сдвигов частиц металла при образовании стружки, что вызывает сильную деформацию зерна металла.

Микрофотография стальной стружки приведена па рис. 31. По сравнению с зернами основной массы металла зерна стружки сильно деформированы (вытянуты) в направлении плоскостей скольжения под углом β 2 .

Ступенчатая стружка (см. рис. 27, б) получается при обработке заготовок из сталей со средней скоростью резания. Прирезцовая сторона такой стружки гладкая, а на противоположной стороне имеются зазубрины с выраженным направлением отдельных связанных между собой элементов.

Сливная стружка (см. рис. 27, в) получается при обработке заготовок из сталей с высокой скоростью резания. Она сходит с резца в виде ленты, без зазубрин, присущих ступенчатой стружке. Процесс образования сливной стружки может быть представлен следующим образом. Под действием силы Р z , приложенной к резцу, в обрабатываемой заготовке в зоне оесbdo (рис. 32) создается напряженное состояние, а, следовательно, происходит пластическое деформирование. Каждая частица металла, попадая в граничную зону оесb, начинает пластически деформироваться (вытянутые зерна на рис. 32). По мере перехода от границы оесd к границе оd пластическое деформирование (сдвиг) частиц металла возрастает. На границе оd, т. е. на поверхности наибольших сдвигов, происходит последний сдвиг элементов малой толщины относительно друг друга под углом β 2 и переход срезаемого слоя толщиной α в сливную стружку толщиной α 1 . Поверхность сдвига, направленная под углом β 1 , является в этом случае верхней границей зоны, непрерывно подвергающейся пластическому деформированию от действия резца. При элементной и ступенчатой стружках эта поверхность была поверхностью, по которой происходило разрушение (скалывание) срезаемого слоя на отдельные элементы.

Чем больше скорость резания, меньше угол резания, тверже обрабатываемый металл, больше толщина среза и выше маслянистость смазочно-охлаждающей жидкости, тем больше угол β 1 . Пластическое деформирование при резании происходит не только в зоне ocebdo. Стружка, особенно ее прирезцовые слои толщиной а 2 , подвергается дополнительной пластической деформации от действия сил трения во время скольжения стружки по передней поверхности резца. В результате этой деформации зерна металла у прирезцовой стороны стружки располагаются в направлении, параллельном передней поверхности резца. Толщина а 2 составляет 2-20% толщины стружки.

Дополнительной деформации, вследствие упругого последействия обработанной поверхности и большого ее трения о заднюю поверхность резца, подвергаются и слои (толщиной а 3), расположенные близко к обработанной поверхности.

Учитывая, что срезанная стружка пластически деформирована по всей толщине и что пластическая деформация распространяется также в глубину от обработанной поверхности и от поверхности резания, общую зону распространения пластической деформации при стружкообразовании можно очертить границей bсef (см. рис. 32) *.

Кроме стружек указанных типов при обработке заготовок из сталей могут образовываться и промежуточные стружки. Чем больше скорость резания и вязкость обрабатываемого металла, меньше угол резания и толщина среза и выше качество смазочно-охлаждающей жидкости, тем стружка ближе к сливной.

Еще И. А. Тиме в своих работах указывал на переменность силы, действующей на резец со стороны срезаемого слоя. Наименьшее значение силы резания при элементной стружке будет при образовании первого элемента. По мере продвижения резца и увеличения деформации элемента сила резания будет возрастать, достигая наибольшего значения в момент скалывания элемента, а затем уменьшаться до некоторого значения, но не до нуля, так как второй элемент стружки начинает деформироваться несколько раньше, чем заканчивается скалывание первого элемента. Такое изменение силы резания вызывает неравномерную нагрузку на резец, заготовку и все части станка, что при недостаточной жесткости может привести к вибрациям и ухудшению качества обработанной поверхности. При ступенчатой стружке сила резания будет изменяться меньше, чем при элементной, и работа будет протекать более спокойно. Еще меньше сила резания будет изменяться при сливной стружке, что наряду с более равномерной нагрузкой на систему СПИД будет способствовать получению обработанной поверхности более высокого класса шероховатости.

Таким образом, по типу стружки можно судить о качественной стороне протекания процесса резания. Получение сливной стружки вместо стружки скалывания и ступенчатой во многом подтверждает правильность назначенных геометрических элементов режущей части резца и элементов режимов резания.

Стружка надлома (см. рис. 27, г) получается при обработке малопластичных металлов (твердых чугуна и бронзы). Стружка состоит из отдельных как бы выломанных элементов разнообразной формы не связанных или очень слабо связанных между собой. Опережающая трещина при образовании стружки надлома распространяется сразу вдоль всей поверхности сдвига, по которой стружка отделяется от основной массы металла. «Сыпучая» стружка надлома пластически мало деформирована, но она создает резко неравномерную нагрузку на всю систему СПИД. Обработанная поверхность при образовании такой стружки получается шероховатой, с большими впадинами и выступами. Будучи слабо связанными между собой, элементы стружки надлома имеют малое относительное перемещение по передней поверхности резца. В определенных условиях, при обработке заготовок из чугунов средней твердости, стружка надлома может получиться в виде колец, но сходство со сливной стружкой здесь только внешнее. Достаточно слегка сжать такую стружку в руке, как она легко разрушится на отдельные элементы.

При соприкосновении резца с деформируемой частью металла вследствие большого давления резца и вызванного этим давлением пластического деформирования близлежащих к передней поверхности слоев, а также наличия микронеровностей на передней поверхности резца между ними (т. е. между резцом и деформированным слоем), происходит зацепление. Это зацепление создает на передней поверхности резца тонкий заторможенный слой А (рис. 33). Чем грубее обработана передняя поверхность резца, тем больше толщина заторможенного слоя, относительно которого начнет течь пластически деформированный по всей толщине среза и уходящий в стружку металл. Торможению тонкого слоя металла в зоне деформации способствует и молекулярное сцепление (прилипание) поверхностей контакта стружки и резца.

При перемещении стружки силы внутреннего трения, действующие в слоях перехода от тонкого заторможенного слоя к основной массе стружки, производят дополнительные деформации в этих слоях, направление сдвигов которых совпадает с направлением передней поверхности резца.

В заторможенном слое, который деформирован больше слоев стружки, соприкасающихся с ним, сдвиги происходят со значительно меньшими скоростями, а потому наличие заторможенного слоя, расположенного у самой режущей кромки, создает такие условия, при которых наибольшее относительное скольжение стружки по передней поверхности резца, а, следовательно, и трение, вызванное этим скольжением, будет протекать на некотором расстоянии от режущей кромки. Этим и объясняется то, что, несмотря на наибольшее давление у самой режущей кромки, износ резца по передней поверхности (в виде лунки) начинается на некотором расстоянии от режущей кромки. Центр лунки износа принято называть центром давления стружки на резец.