Обработки металлов резанием

Рис. 77. Упрочнение поверхностного слоя: А - недеформированный слой; Б - деформированный слой; В - наплавленный слой

Упрочнение при обработке металлов резанием. При резании металлов поверхностный слой обработанной детали пластически деформируется (рис. 77), что изменяет его структуру, вызывая упрочнение или наклеп. Повышается твердость, прочность и снижается пластичность поверхностного слоя. Твердость вблизи обработанной поверхности в 2…3 раза выше твердости исходного металла. На степень упрочнения влияют свойства обрабатываемого материала, геометрические параметры рабочей части инструмента и его затупление, режим резания, наличие смазочно-охлаждающей жидкости и др. Чем пластичнее обрабатываемый материал, тем интенсивнее он упрочняется.

Упрочнение поверхностного слоя повышает износостойкость, усталостную прочность и другие эксплуатационные свойства обработанной детали. Но это является вредным при ее обработке.

Тепловые явления при резании. При обработке резанием работа деформации срезаемого слоя, сил трения стружки о переднюю поверхность инструмента и о поверхность резания заготовки ведут к образованию тепла, которое отводится стружкой 8…25 % всей теплоты, заготовкой 10…50 %, инструментом 2…8 % и около 1 % рассеивается в окружающую среду.

Повышение температуры режущего инструмента снижает его твердость, теплостойкость и износостойкость. Наибольшее влияние на повышение температуры в зоне резания оказывает увеличение скорости резания, а наименьшее - увеличение глубины резания.

С повышением температуры заготовки и инструмента увеличиваются их размеры, что приводит к увеличению толщины снимаемого слоя и получения бракованных деталей.

Применение смазочно-охлаждающих жидкостей

Для уменьшения трения и охлаждения режущего инструмента и обрабатываемой детали при их обработке применяют смазочно-охлаждающие жидкости: водные растворы минеральных солей, эмульсии, растворы мыла, минеральные, животные и растительные масла, скипидар, керосин и др.

Смазочно-охлаждающие жидкости снижают трение, препятствуют образованию нароста на передней поверхности резца (налипанию частиц стружки), уменьшают степень шероховатости обработанной поверхности. Мощность, необходимая для снятия стружки, уменьшается на 10…15 %, резко возрастает стойкость режущего инструмента, повышается точность обработанной поверхности и уменьшается степень шероховатости.