4.1.      Пластическая деформация металла при резании

Стружкаметалл, срезанный с заготовки режущим инструментом.

Процесс резания (стружкообразования) является одним из сложных физических процессов, при котором возникают упругие и пластические деформации, этот процесс сопровождается:

· большим трением;

· тепловыделением;

· наростообразованием;

· завиванием и усадкой стружки;

· повышением твердости деформируемых слоев;

· износом режущего инструмента.

При обработке резанием превращение срезаемого слоя в стружку является одной из разновидностей процесса пластической деформации материала, выражающейся в изменении под действием внешней силы формы деформируемого тела без его разрушения.

Так, под действием режущего инструмента срезаемый слой подвергается сжатию (рис. 4.1). Процессы сжатия и растяжения сопровождаются упругими и пластическими деформациями. В растягиваемом образце до точки а возникают упругие (обратимые) деформации, затем наступает текучесть металла (участок ас), после чего происходят пластические (необратимые) деформации (линия cm), заканчивающиеся разрушением (разрывом).

Различают три основных вида деформированного состояния тела:

1) растяжение, при котором вдоль одной из трех главных осей деформации (х, y, z) наблюдается удлинение, а вдоль двух остальных главных осей – укорочение деформируемого тела (рис. 4.2, а);

1) сжатие, при котором вдоль одной из главных осей деформации наблюдается укорочение тела, а вдоль двух остальных главных осей – его удлинение (рис.



4.2, б). Если деформации удлинения равны между собой, сжатие называется простым;

2) сдвиг, при котором деформация тела вдоль одной из главных осей отсутствует, вдоль второй оси происходит укорочение, а вдоль третьей главной оси – равное ему удлинение (рис. 4.2, в).

Различают чистый и простой сдвиги. При чистом сдвиге (рис. 4.3, а) происходит равномерное укорочение тела вдоль одной оси и равномерное его удлинение вдоль другой, перпендикулярной к первой. Квадрат ABCD превращается в равновеликий ромб A1B1C1D1 при неизменном объеме тела.

Простой сдвиг (рис. 4.2, б) сопровождается смещением всех точек тела параллельно одной оси. При этом квадрат ABCD превращается в равновеликий параллелограмм A1B1C1D1, основание и высота которого такие же, как и у исходного квадрата.

Растяжение и сжатие тела относятся к объемному, а его сдвиг – к плоскому деформированному состоянию.

Представим переходную пластически деформируемую зону в виде параллелограмма A1B1C1D1 (рис. 4.3, б), а линии скольжения в ней примем за прямые. Обозначим толщину этой зоны через Dx, а ее сдвиг через DS. Значение DS соответствует расстоянию, на которое сдвинулась верхняя сторона квадрата относительно нижней, и называется абсолютным сдвигом.

В теории пластических деформаций для характеристики интенсивности сдвига пользуются величиной, называемой относительным сдвигом (ε). Он равен отношению абсолютного сдвига (DS) к толщине слоя (Dx), претерпевшего этот сдвиг, т.е.

e = DS /Dx.