Типы стружки при металлорезе: классификация, причины и влияние на процесс

При металлорезе и механической обработке образование стружки неизбежно. Стружка может иметь самые разные формы и размеры, что послужило основой для её классификации. На тип стружки влияет множество факторов, которые мы подробно рассмотрим ниже.

Что такое стружка?

Стружка — это материал, удаляемый с заготовки режущим инструментом. Она образуется в результате сдвига материала при механической обработке. Материал перед режущим инструментом, закрепленным на станке, испытывает огромное давление и деформируется при зацеплении с заготовкой. Этот деформированный материал имеет тенденцию к разрушению и течению по передней поверхности инструмента в виде стружки для снятия напряженного состояния.

Некоторые виды стружки находят коммерческое применение. Например, кольцевая нержавеющая стружка используется для чистки и полировки бытовой посуды.

Факторы, определяющие тип стружки

На формирование того или иного типа стружки при механической обработке влияют следующие факторы:

• Материал режущего инструмента
• Геометрия инструмента (размеры, углы заточки)
• Материал обрабатываемой заготовки
• Скорость резания
• Силы резания, действующие в процессе
• Трение между инструментом и заготовкой
• Температура и среда резания (наличие СОЖ, сухое резание)

Основные типы стружки

В металлорезующем производстве выделяют следующие основные типы стружки:

1. Разрывчатая стружка

Эта стружка представляет собой отдельные небольшие сегменты, слабо связанные между собой в общую длину. Она образуется, когда деформация материала ограничена из-за периодических разрывов. Сегменты формируются регулярно в результате обрыва металла перед инструментом.

При обработке вязких материалов разрывчатая стружка возникает из-за растягивающего гидростатического давления в зоне режущего ребра или достижения критического уровня энергии сдвига. Хотя образование такой стружки при обработке ломких материалов обеспечивает хорошую чистоту поверхности, повышает стойкость инструмента и снижает потребление энергии, при обработке вязких материалов она приводит к ухудшению чистоты поверхности и износу инструмента. Зато малые сегменты легко удаляются и утилизируются.

Разрывчатая стружка типична для обработки твердых и ломких металлов: бронзы, латуни, чугуна. Иногда она образуется и при резании вязких металлов при очень малых подачах, малом угле заточки, высоких скоростях и больших силах трения в зоне контакта стружка-инструмент.

Преимущества и недостатки разрывчатой стружки

Преимущества (при обработке ломких материалов):

• Повышение стойкости инструмента
• Хорошая чистота обработанной поверхности
• Снижение потребления энергии

Недостатки (при обработке вязких материалов):

• Низкая чистота поверхности
• Избыточный износ инструмента

2. Непрерывная стружка

При образовании непрерывной стружки давление на заготовку растет до тех пор, пока материал не разрушится по плоскости сдвига. Стружка образуется без сегментов, то есть без разрывов. Этот тип стружки характерен для обработки вязких материалов (например, конструкционных сталей) при высоких скоростях резания и малом трении между стружкой и передней поверхностью инструмента.

Преимущества непрерывной стружки:

• Обеспечивает высокую чистоту поверхности вязких материалов
• Низкое потребление энергии
• Малов выделение тепла за счет минимизации трения стружка-инструмент
• Меньший износ, увеличение ресурса инструмента

3. Непрерывная стружка с наработанным краем

При обработке вязких материалов с высоким трением в зоне контакта стружка-инструмент образуется непрерывная стружка с наработанным краем. Она похожа на обычную непрерывную стружку, но имеет меньшую гладкость из-за наличия наработанного края.

Наработанный край формируется, когда стружка течет вверх, а высокое трение на границе раздела вызывает интенсивное нагревание в области вершины инструмента. Сдавленный металл, смежный с вершиной, сваривается с ней. Этот сваривающийся с вершиной металл и называется наработанным краем.

Непрерывная стружка с наработанным краем возникает при избыточных подачах, малом угле заточки, низких скоростях резания и отсутствии СОЖ, что повышает трение в зоне контакта.

Преимущества и недостатки непрерывной стружки с наработанным краем

Преимущества:

• Инструмент защищен от повреждений высоким трением и температурой
• Повышается ресурс инструмента

Недостатки:

• Получается высокая шероховатость поверхности
• Изменяется угол заточки и силы резания

Смотрите видео ниже для наглядного ознакомления с типами стружки при металлорезании:

Заключение

Стружка — это материал, удаляемый с заготовки инструментом. Она перерабатывается для вторичного использования. В этой статье мы рассмотрели основные типы стружки, их преимущества и недостатки.

Надеемся, материал был полезен. Делитесь с коллегами и подписывайтесь на обновления!