Теоретическое определение параметров процесса резания ширина и толщина среза при несвободном резании. Теоретический метод определения обрабатываемости материалов резанием, страница 6

где h — величина подминаемого слоя металла, то получим

                        (38)

Известно, что процесс резания прекращается и металл подминается индентором с радиусом  при соотношении [19]

(39)

где — прочность на срез связей контактирующих поверхностей в условиях температуры трения, Н/м²;— предел текучести обрабатываемого материала, Н/м².

С учетом   выражения (39)    формула    (38)    преобразуется к виду

                               (40)

Если допустить далее, что величина характеризующая степень пластического деформирования металла поверхностного слоя, соизмерима с усадкой стружки, определяемой по формуле (17), то получим

                                          (41)

При обработке    пластичных материалов можно принимать  [28]. С учетом этого простого соотношения из формулы (38) имеем

                                              (42)

или при              

                                          (43) Формула (43)  может быть представлена в виде

                                                    (44) 

Формулы (41) и (44) показывают, что величина контакта на задней поверхности неизношенного резца возрастает с увеличением радиуса скругления режущей кромки резца р₁ тангенса угла наклона плоскости сдвига В и при уменьшении заднего угла . Обращает на себя внимание интересный факт об увеличении контакта  при уменьшении усадки стружки (при возрастании В).

Работа с высокими скоростями резания  и большими толщинами среза а₁ при резании малотеплопроводных сталей и сплавов инструментальными материалами низкой теплопроводности должна характеризоваться большими контактными площадками на задней поверхности неизношенного инструмента,  так как при этом увеличивается В и, как следствие возрастают h_y и .

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИН ПОДМИНАЕМОГО СЛОЯ И УПРУГОГО ПОДНЯТИЯ МЕТАЛЛА

Если допустить, что условная плоскость сдвига АВ проходит касательно к скругленной части режущей кромки в точке А—точке разрыва металла при резании (см. рис. 7), то  = <АОК и величина подминаемого слоя металла h = ON—OK определяется следующим образом [13, 24]:

                                                  (45)

Рис. 10    Схема действия сил на задней поверхности инструмента

СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ЗАДНЮЮ ПОВЕРХНОСТЬ ИНСТРУМЕНТА

В соответствии с исследованиями [34, 36] распределение касательных напряжений на задней контактной площадке инструмента может быть описано выражением

                      (48)

Интегрирование функции (48) дает среднее касательное напряжение =0,505. Если на участке AD= принять распределение касательных напряжений по треугольнику с максимумом в точке А (рис. 10)

                                   (49)

то среднее касательное напряжение

Так как средние касательные напряжения в рассмотренных случаях практически одинаковы, то принимаем упрощенный характер их распределения в соответствии с функцией (49).

Сила трения F₁ определяется следующим образом:

С учетом формулы (44) окончательно имеем

                                 (50)

где b определяется для различных возможных случаев по формулам (6), (9), (12) и (15).

Для нормальной силы N₁ на задней поверхности формула имеет вид                                               (51)

где — коэффициент трения на задней контактной площадке.

Многочисленные исследования контактных процессов при резании показывают, что в физической природе протекания явлений трения и пластического деформирования на передней и задней поверхностях инструмента имеется много общего. Некоторое различие проявляется прежде всего в неодинаковости контактных температур на передней и задней поверхностях инструмента, а также в величине самих контактных площадок.