Форма обратной связи

В процессе резания при определенных условиях на передней поверхности режущего инструмента у главной режущей кромки образуется сильно деформированная масса частиц обрабатывае­мого материала, которая прочно сцеплена с передней поверхно­стью. Эта масса частиц обрабатываемого материала, имеющая клиновидную форму, называется наростом

Образование нароста объясняется следующими условиями. Из-за большого давления со стороны стружки на переднюю по­верхность режущего инструмента и высокой температуры пласти­чески деформированного металла, а также из-за шероховатости передней поверхности происходит адгезия (схватывание) между инструментом и сходящей стружкой, что создает на передней поверх­ности инструмента тонкий заторможенный слой. Движение струж­ки происходит по заторможенному слою с преодолением внутрен­него трения. Заторможенный слой увеличивается, образуя нарост.

Твердость нароста в 2,5-3,5 раза превышает исходную твер­дость обрабатываемого материала, и поэтому сам нарост может участвовать в процессе резания, предохраняя режущую кромку от износа. Являясь как бы продолжением режущей части инстру­мента, нарост изменяет его геометрию, что существенно влияет на деформацию срезаемого слоя, на силу резания, качество обработанной поверхности и др. Следовательно, очень важно знать условия наростообразования и выявить факторы, влияющие на его размер.

Впервые нарост был определен как «застойная зона» сильно деформированного металла на передней поверхности режущего ин­струмента Я. Г. Усачевым. Застойная зона всегда обнаруживается перед пуансоном при его вдавливании в твердое тело. Режущий инструмент представляет собой тот же пуансон, но условия при резании создаются иные. Деформируемый материал свободно схо­дит по передней поверхности режущего инструмента, и на данную поверхность давление распределено несимметрично. Поэтому форма застойной зоны при резании отличается от формы застойной зоны перед пуансоном.

Нарост, не является постоянным и одинаковым по размерам вдоль режущей кромки даже при особо благоприятных условиях для его образования. Он периодически в процессе резания срыва­ется с передней поверхности и уносится стружкой (рис. 6, б). Час­тично срывающийся нарост проходит по задней поверхности ин­струмента, вдавливаясь в обработанную поверхность.

Периодические срывы нароста приводят к колебанию угла резания, глубины резания на величину M=h-ti (рис. 6,6) и к по­явлению вибраций, а это снижает точность и увеличивает шерохова­тость обработанной поверхности. Бели бы нарост отсутствовалто, например, резец образовывал бы поверхность / (рис. 6, б), шероховатость которой была бы меньше шероховатости поверхно­сти ll, полученной с наростом. Это объясняется тем, что вершина нароста округлена и имеет неровности. Кроме того, в зоне резания возникают большие силы трения. Поэтому при чистовой обработке нарост недопустим.

При черновой обработке нарост благоприятствует процессу резания. В этом случае уменьшается сила резания за счет умень­шения угла резания, снижается износ режущей кромки и удаля­ется центр давления стружки-от режущей кромки.

Основными факторами, влияющими на образование нароста, являются свойства обрабатываемого материала, геометрия режу­щего инструмента, элементы режима резания, шероховатость передней поверхности инструментами др.

Наиболее интенсивно образуется нарост при обработке пластич­ных металлов (сталь, алюминий, вязкая латунь).

С увеличением переднего угла у и уменьшением шероховатости передней поверхности инструмента, которое достигается, например, алмазной доводкой, нарост уменьшается. Применение смазывающе-охлаждающих жидкостей облегчает процесс резания и умень­шает внешнее трение на передней поверхности инструмента, что также приводит к уменьшению наростообразования. Из элементов режима резания на образование нароста сущест­венно влияет скорость резания. Результаты исследований показы­вают, что при малых скоростях резания (в пределах до 5 м/мин) и при больших (свыше 60-80 м/мин) нарост не возникает. Макси­мальная высота нароста образуется в интервале скоростей резания 15-30 м/мин. Это объясняется тем, что при малых скоростях резания температура в зоне резания невысокая и недостаточна для образования нароста, а при высоких скоростях резания — большая температура, при которой металл становится более пластичным и, следовательно, уменьшается коэффициент трения.

Не следует считать, что нарост образуется только на передней поверхности инструмента. Например, при обработке вязких цвет­ных металлов и сплавов при малых задних углах наростообразование наблюдается и на задних поверхностях инструмента. В дан­ном случае необходимо нарост устранять при всех видах обработки (черновой и чистовой), так как он повышает интенсивность износа инструмента и образует на обработанной поверхности дефектный слой значительной глубины.