Физические основы формообразования поверхности
Процесс резания рассматривается, как процесс высокоскоростного пластического деформирования, протекающий в зонах стружкообразования и контактного взаимодействия по передней поверхности инструмента и площадке износа задней поверхности инструмента. В пределах длины зоны контактных пластических деформаций существуют участки упрочнения с ростом сопротивления пластическому деформированию и разупрочнения со снижением сопротивления пластическому деформированию. Процессы, происходящие на участке упрочнения зоны контактных пластических деформаций и в зоне стружкообразования, протекают параллельно и взаимосвязаны как по закономерности роста сопротивления пластическому деформированию, так и по закономерностям кинематических процессов в этих зонах. Взаимосвязь двух этих процессов формирует величину угла сдвига.
В результате исследований, выполненных Т. Н. Лоладзе и Н.В. Талантовым, установлена реально существующая модель процесса стружкообразования и контактного взаимодействия по передней поверхности инструмента.
Согласно этой модели (рис. 1, 2), процесс пластического деформирования совершается во времени или по пути перемещения объема металла от начальной границы зоны стружкообразования OL до конечной границы зоны стружкообразования КМ. Начальная и конечная границы зоны стружкообразования параллельны и расположены друг относительно друга на конечном расстоянии Сс. Сама зона стружкообразования представляет собой семейство параллельно расположенных плоскостей скольжения, по мере пересечения которых при движении по кривой АВ, каждый элементарный объем металла последовательно деформируется. Напряженным состоянием в зоне стружкообразования является сдвиг в условиях всестороннего сжатия.
|
|
|
Рис. 1. Реальная схема процесса стружкообразования
Процесс пластического деформирования характеризуется следующими параметрами:
ε – степень деформации;
- скорость деформации;
τс – сопротивление пластическому деформированию;
qт – интенсивность тепловыделения в элементарном деформируемом объеме;
qс – интенсивность стока тепла из элементарного объема;
θ – температура нагрева элементарного объема.
Перечисленные выше параметры имеют следующие размерности:
; 
; 
,
ε – величина безразмерная.
Процесс пластического деформирования в зоне стружкообразования и в зоне контактного взаимодействия при резании металла с практически применяемыми скоростями резания является высокоскоростным пластическим деформированием. Поэтому температура в зоне резания, возрастающая в ходе пластического деформирования, играет особую, значимую, управляющую роль.
|
|
|
Рис. 2. Микрошлиф корня стружки с границами зоны стружкообразования и зоны следов контактных пластических деформаций
Температурно-деформационные закономерности высокоскоростного деформирования, характеризуются изменением в ходе пластического деформирования степени деформации, скорости деформации, сопротивления деформированию температуры, определяют смену видов стружкообразования и контактного взаимодействия. Температурно-деформационные закономерности процесса высокоскоростного пластического деформирования в решающей степени определяются интенсивностью тепловыделения и интенсивностью стока тепла в ходе пластического деформирования металла в зонах стружкообразования и контактного взаимодействия.
В процессе резания действуют несколько источников тепла, каждый из которых имеет границы действия и интенсивность тепловыделения в пределах этих границ. Перечислим источники тепловыделения при резании:
Qa.c — тепловыделение в результате пластического деформирования металла в зоне стружкообразования;
Qк.п. — тепловыделение в результате контактного взаимодействия по передней поверхности инструмента;
|
|
|
Qк.в. — тепловыделение в результате контактного взаимодействия по площадке износа задней поверхности инструмента.
Рис. 3. Схема тепловыделения и теплораспределения при резании
Смена видов контактного взаимодействия по передней поверхности и площадке износа задней поверхности инструмента, видов стружкообразования, а также закономерности изменения основных характеристик высокоскоростного пластического деформирования при существовании каждого из них определяют формирование инверсивных кривых влияния скорости на основные характеристики процесса резания (угол сдвига, составляющие силы резания и др.), интенсивность износа, стойкость инструмента и, следовательно, количественное значение этих параметров при определенной скорости резания.
|
|
Рис. 4. Вид контактного взаимодействия – нарост на передней поверхности резца
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 537; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!