Типы стружки при резании металлов [Примечания в формате PDF]

В процессе резки металлов разных форм и размеров происходит потеря материала в виде стружки. Различные процессы резки приводят к получению различных типов стружки. Поэтому в этой статье я покажу вам различные типы стружки, которые можно найти при обработке различных материалов.

Что такое стружка в процессе резки металла?

Чтобы придать металлу желаемую форму и размер, лишний металл удаляется с металлической поверхности с помощью различных станков и методов. Этот удаленный и деформированный металл называется стружкой.

Прежде чем углубиться в стружку, давайте рассмотрим основные термины, используемые при резке металлов.

Грабли:

Это лицевая сторона используемого режущего инструмента.

Передний угол: 

• Это угол между передней поверхностью и нормалью к обрабатываемой поверхности.
• Более высокий передний угол обеспечивает лучшую резку, а также снижает усилие резания.
• Однако его можно увеличить в определенных пределах, поскольку это уменьшает металлическую опору, доступную на передней поверхности инструмента, и, таким образом, снижает прочность наконечника инструмента, а также рассеивание тепла через инструмент.
• Он должен быть порядка 15 градусов и при необходимости может быть нулевым или отрицательным.

Обзорный угол:

• Это угол между нижней стороной инструмента (боковой стороной) и обрабатываемой поверхностью.
• Зазор задан таким образом, чтобы инструмент не царапал и не портил металлическую поверхность.
• Он увеличивает силу резания и поэтому используется порядка 5-6 градусов.
• Его также называют задним углом.

Формирование фишек:

• При соприкосновении инструмента с металлической поверхностью происходит упругое сжатие, а затем пластическое сжатие металлической поверхности, контактирующей с передней поверхностью инструмента. Это развивает сдвиг и, в конечном итоге, начинается податливость или разрушение.
• Наконец, деформированный металл или стружка стекают по поверхности инструмента и удаляются.
• Стружка будет удаляться и далее деформироваться из-за трения, в зависимости от условий резания.

Типы стружки при резке металлов:

Существует три основных типа стружки в процессе резки металла:

1. Непрерывные чипсы
2. Прерывистые чипсы
3. Непрерывная стружка с наростами (BUE).

#1 Непрерывные чипсы:

Когда стружка образуется в процессе резания без промежутков, такая стружка называется непрерывной. Эти стружки образуются при резке пластичного материала, например стали.

Причины образования сплошных сколов:

• Скорость резки должна быть высокой :Для образования непрерывной металлической стружки требуется, чтобы скорость резания или скорость резания были высокими. Если скорость достаточно высока, новый материал будет срезан до поломки стружки.
• Передний угол должен быть большим :Больший передний угол способствует плавному сходу металлической стружки, создавая тем самым сплошную металлическую стружку.
• Материал должен быть пластичным:пластичность материала является одним из наиболее важных факторов в производстве непрерывной стружки. Чем выше пластичность, тем больше будет непрерывной стружки.
• Коэффициент трения должен быть как можно ниже :при высоком коэффициенте трения будет выделяться большое количество тепла, что сделает материал хрупким и непригодным для непрерывного производства стружки.
• Глубина резания:Глубина резания для получения сплошной стружки должна быть небольшой. Если глубина резания больше, то стружка будет ломаться. Эффект непрерывной стружки и лучшее качество поверхности. Благодаря небольшой глубине резания и высокой скорости резания достигается превосходное качество поверхности в случае сплошной стружки.
• Низкое энергопотребление :Низкий коэффициент трения и использование смазки приводит к меньшему потреблению мощности в процессе резки металла в случае непрерывного стружки.
• Увеличение срока службы инструмента: Срок службы режущего инструмента увеличивается, так как материал пластичен, трение меньше, используются смазочные материалы.

#2 Прерывистая стружка:

Когда в процессе резания металла происходит обрыв или разрушение стружки, то такие виды стружки называются прерывистой. Эта стружка образуется при резке таких хрупких материалов, как чугун.

Причины образования прерывистых сколов:

• Низкая скорость резания :Низкая скорость резания приводит к разрушению стружки до продвижения режущего инструмента. Это приводит к образованию прерывистой стружки.
• малый передний угол :низкий передний угол выталкивает стружку, а не изгибает ее, что приводит к образованию прерывистой стружки.
• Используются хрупкие материалы :В отличие от пластичных материалов, хрупкие материалы имеют склонность к разрушению, из-за чего образуются прерывистые сколы.
• Высокие силы трения :Как обсуждалось ранее, высокие силы трения вызывают выделение тепла, что приводит к хрупкости материала, в результате чего происходит образование прерывистой стружки.
• Большая глубина резания :По мере увеличения глубины резания увеличивается и толщина снимаемого материала. Увеличение толщины материала приводит к его разрушению, что приводит к образованию прерывистых сколов.

Влияние прерывистой стружки:

• Большее удаление материала :большее количество материала удаляется при образовании прерывистой стружки, это помогает, когда существует огромная разница между размером заготовки и требуемым размером.
• Увеличение срока службы инструмента на низкой скорости: малый передний угол помогает увеличить срок службы инструмента на низких скоростях.
• Чипсы удобно утилизировать: С прерывистой стружкой легко обращаться и утилизировать из-за небольшого размера, и ее можно легко засыпать в какой-либо контейнер для утилизации или переработки.

#3 Непрерывная стружка с наростами (BUE):

Этот тип непрерывной стружки образуется, когда трение между инструментом и заготовкой очень велико. Из-за высокого трения и температуры к чипу приваривается очень небольшое количество материала.

Причины создания BUE:

• Высокая температура :Основная причина образования наростов связана с избыточной температурой. Из-за очень высокой температуры (выше температуры плавления металла) некоторое количество металла приваривается, что приводит к наросту на стружке. Остальные причины отвечают за высокую температуру.
• Очень сильное трение :Основная причина повышения температуры по отношению к инструменту и заготовке связана с высоким трением, которое, в свою очередь, становится основной причиной образования наростов.
• Недостаточное количество охлаждающей жидкости: Еще одним фактором, ответственным за повышение температуры, является недостаточное использование охлаждающей жидкости. Используемая охлаждающая жидкость обычно представляет собой смесь масла и воды.
• Тип материала: Для образования сплошной стружки необходимо, чтобы материал был пластичным. Следовательно, в пластичном материале образуется нарост на кромке.
• Малый передний угол: Небольшой передний угол является одним из факторов, из-за которого происходит образование наростов. Это связано с тем, что он необходим для образования непрерывной стружки.

Влияние сплошных сколов с наращенными кромками:

• Увеличенный срок службы инструмента :срок службы инструмента увеличивается, поскольку образующаяся стружка защищает инструмент от высокой температуры, тем самым увеличивая срок службы инструмента.
• Грубая поверхность :Происходит образование шероховатой поверхности из-за наличия наростов на рабочей поверхности.
• Увеличенное энергопотребление: Из-за малого переднего угла и большой глубины резания увеличивается расход энергии.

Обзор:

В процессе резки металла образуется стружка трех видов. Образование непрерывной стружки обеспечивает превосходное качество поверхности, что положительно сказывается на качестве обрабатываемой детали.

Образование прерывистой стружки оказывает как положительное, так и отрицательное воздействие на заготовку. Образование сплошной стружки с наростами на кромках оказывает в основном негативное влияние на заготовку.