Теоретическое определение параметров процесса резания ширина и толщина среза при несвободном резании. Теоретический метод определения обрабатываемости материалов резанием, страница 22

Результаты расчетов по формуле (203) уровней скоростей резания различных сталей и сплавов резцами из сплава Т15К6 (λ_р=27,2 Дж/м*с*град) представлены в табл. 8. Данные табл. 8 показывают, что по мере появления более прочных конструкционных материалов скорости резания снижаются, если инструментальные материалы остаются прежними.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБРАБАТЫВАЕМОГО МАТЕРИАЛА ПЛАСТИЧЕСКОМУ СДВИГУ

Т. Н. Лоладзе [22] предложил τ_р принимать равным действительному пределу прочности при растяжении S_K, т. е. считать его постоянной механической характеристикой. А. М. Розенберг и А. Н. Еремин [38], исходя из гипотезы равенства удельных работ в условиях одинаковых деформаций при пластическом сжатии и резании, пришли к следующему выражению:

                (204)

где σ₀—условный предел текучести обрабатываемого материала, Н/м²; Е_M — модуль упругости, Н/м²; n₀ — показатель политропы напряжений, который должен иметь постоянное значение для данных температурно-скоростных условий деформации; ε - относительный сдвиг.

Величины σ₀ и n₀ характеризуют механические свойства каждого обрабатываемого материала, они определяются из опытов по сжатию цилиндрических образцов с первоначальным отношением высоты h₀ к диаметру d₀, равным h₀/d₀=2,5. При сжатии цилиндрическим образцам придают большие пластические деформации и результаты обрабатывают с использованием двойной логарифмической сетки.

Условный предел текучести а₀ представляет собой напряжение, которое имело бы место в начальный момент деформации при h = h₀, если бы политропический закон был справедлив с самой начальной стадии деформирования. Показатель политропы п₀ является физической величиной, отражает влияние деформации материала на его упрочнение и определяется тангенсом угла наклона прямой (n₀=tgα). Так как формула (204) включает в себя, наряду с постоянными физическими параметрами а₀ и n₀, относительный сдвиг ε=f(k_a,γ), зависящий от условий резания, то напряжение τ_р не будет являться постоянной механической характеристикой обрабатываемого материала, а будет зависеть от условий протекания процессов резания. В основу определения τ_р Н. Н. Зорев [10] положил гипотезу о равенстве касательных напряжений при резании и растяжении в условиях равенства относительных сдвигов и предложил следующую методику, которая использована в данной работе.

1.         При растяжении образца из обрабатываемого; материала определяются действительные деформации поперечного сужения и   действительные   напряжения  растяжения

где  — первоначальная площадь поперечного сечения образца, —текущая площадь поперечного сечения шейки растягиваемого образца; Р—текущее значение нагрузки (нагружение осуществляется ступенчато до полного разрушения образца); d₀ и d — первоначальный диаметр и текущий диаметр шейки образца.

2.         Действительные напряжения S уточняются путем умножения на коэффициент

 (205)

представляющий собой поправку на концентрацию напряжений в шейке образца (R — внешний радиус кривизны шейки).

3.         Подсчитываются текущие значения    касательных напряжений и деформации истинного сдвига

По этим данным в двойной логарифмической сетке строится зависимость τ=f(ε_И), которая имеет вид прямой линии. Используя полученный график, находят значение τ, соответствующее истинному сдвигу ε_И=2,5. Это значение τ и будет искомой величиной τ_p. Если такой путь определения τ_p является затруднительным, то можно использовать приближенное соотношение Н. Н. Зорева [10], [11]

 (20)

где σ_В — предел прочности при растяжении, Н/м², ψ_В— равномерное относительное поперечное сужение образца [формула (206) справедлива при ].

В тех случаях, когда величина ψ_В неизвестна, можно пользоваться следующими соотношениями: τ_p=σ_В—для отожженных углеродистых и аустенитных сталей; τ_p=0,9σ_В - для нормализованных и улучшенных углеродистых и легированных сталей; τ_p=0,8σ_В  — для закаленных сталей.

Таким образом, согласно данной методике τ_p следует рассматривать как особую механическую характеристику обрабатываемого материала, равную касательному напряжению при относительном сдвиге ε_И =2,5 Для определения τ_p при резании