Влияние различных факторов на деформацию стружки

Вид, форма и коэффициент усадки стружки зависят от марки обрабатываемого материала, режимов резания, величин углов заточки инструмента и свойств смазочно-охлаждающей жидкости. В общем случае все факторы, способствующие снижению угла сдвига β и, тем самым, увеличению площади поверхности, на которой действуют сдвигающие напряжения, (плоскость сдвига), способствуют ухудшению обрабатываемости резанием, а также возрастанию коэффициента усадки стружки. Например, по мере увеличения твердости и прочности обрабатываемого материала и подачи, уменьшения скорости резания (вне зоны наростообразования), переднего угла и угла наклона режущей кромки инструмента сливная стружка переходит в суставчатую, а затем в элементную.

При увеличении переднего угла γ коэффициент усадки стружки уменьшается. Это подтверждается рядом исследований, которые показывают, что при увеличении угла γ уменьшается трение стружки о переднюю поверхность инструмента, что в свою очередь приводит к увеличению угла сдвига β. При этом известно, что с увеличением угла сдвига β коэффициент усадки стружки К уменьшается.

При резании материалов, не склонных к наростообразованию (кривая 1) по мере увеличения скорости резания коэффициент усадки стружки вначале быстро, а затем более медленно уменьшается (рис. 4.7). Указанное влияние скорости резания на К объясняется уменьшением коэффициента трения между стружкой и передней поверхностью инструмента при увеличении температуры на передней поверхности вследствие возрастания скорости резания.

Рисунок 4.7 – Схема влияния скорости резания на высоту нароста (кривая 3) и коэффициент усадки стружки при резании материалов,

не склонных к наростообразованию (кривая 1)

и склонных к наростообразованию (кривая 2)

При резании материалов, склонных к наростообразованию (кривая 2), скорость резания влияет на коэффициент усадки следующим образом Уменьшение коэффициента К при увеличении скорости резания от v₁ до v₂ и его дальнейшее увеличение при возрастании скорости резания от v₂ до v₃ связано с действием на процесс стружкообразования нароста Н (кривая 3). При увеличении высоты нароста Н фактический передний угол инструмента увеличивается, вследствие чего степень деформации срезаемого слоя в зоне скоростей от v₁ до v₂ уменьшается. При возрастании скорости резания от v₂ до v₃ высота нароста уменьшается так же, как и величина фактического переднего угла, стремящегося к величине переднего угла заточки. Это вызывает увеличение коэффициента усадки стружки. При скоростях резания v > v₃ нарост отсутствует, и скорость резания влияет на коэффициент К только через изменение коэффициента трения, величина которого уменьшается с увеличением температуры резания.

При увеличении толщины срезаемого слоя металла уменьшается влияние явления трения стружки о переднюю поверхность, так как деформация носит затухающий характер и максимальное ее значение находится вблизи передней поверхности инструмента, а минимальное на внешней стороне стружки.