IMG57

30

Na rys. 1.16 oznaczono przez:

Re - doraźną wytrzymałość rozdzielcza materiału.

Ra - granicę plastyczności ńa ścinanie,

R, - doraźną wytrzymałość na ścinanie, t - naprężenie styczne, a„ - naprężenie zastępcze.

Przyjmując za charakterystykę stanu naprężeń stosunek Wo,™, = m na wykresie I poprowadzono pęk prostych o różnym kącie nachylenia e, przy czym tg e = m.

Stan naprężeń (1): Materiał do osiągnięcia naprężeń w punkcie A będzie zachowywał się sprężyście. W punkcie A nastąpi złom, gdyż przekroczona zostanie wartość wydłużenia J krytycznego, powstaje złom kruchy rozdzielczy — wiór odpryskowy.

Stan naprężeń (2): W punkcie B powstaną odkształcenia plastyczne trwałe, złom nastąpi w punkcie C na skutek ścięcia. Wywołuje to odkształcenia sprężyste towarzyszące temu stanowi, których wartości przekraczają wartości graniczne. Powstaje złom rozdzielczy - wiór i schodkowy.

Stan naprężeń (3): W punkcie D materiał wejdzie w stan plastyczny, a w punkcie E ulegnie ścięciu, tj. nastąpi złom wskutek osłabienia sił kohezji wywołanego przez mechanizm odkształcenia plastycznego. Powstaje złom poślizgowy — wiór ciągły.

Wykres stanu mechanicznego pokazuje, że przejście od złomu kruchego do złomu poprzez ścięcie lub na odwrót może być dokonane przez zmiany:

♦    stanu naprężenia (m),

•    własności wytrzymałościowych materiału (Ro, R«, R,).

W czasie skrawania może zaistnieć przypadek zmiany własności materiału i stanu i naprężeń, który spowoduje zmianę rodzaju złomu, a więc i rodzaju wióra. Przykładowo przy skrawaniu stali węglowej z dużą grubością warstwy skrawanej obserwuje się przechodzenie j wióra schodkowego (złom rozdzielczy) do wióra ciągłego (złom poślizgowy) ze wzrostem l prędkości skrawania, a więc i temperatury skrawania.

Hipoteza Friedmana uwypukla względność pojęcia kruchości i plastyczności materiału w obróbce skrawaniem.

Mechanika procesu skrawania analizuje plastyczne i sprężyste odkształcenia obrabianego materiału, tarcie między obrabianym materiałem i ostrzem narzędzia, siły, naprężenia, pracę odkształceń plastycznych i pracę skrawania oraz zajmuje się prawidłowościami wpływu warunków skrawania na mechaniczne charakterystyki procesu skrawania.

Jednym z głównych zadań mechaniki procesu skrawania jest analiza odkształceń plastycznych obrabianego materiału w procesie skrawania. Odkształcenie plastyczne obrabianego materiału w procesie skrawania przebiega w obszarze (strefie) tworzenia wióra i w obszarach styku obrabianego materiału z powierzchnią przyłożenia i styku wióra z powierzchnią natarcia ostrza (rys. 1.17).

Rys. 1.17. Obszary odkształceń plastycznych

W szczególności stany naprężeń i odkształceń w wymienionych obszarach w większym lub mniejszym stopniu (w zależności od konkretnych warunków) są wzajemnie powiązane. Mechanika procesu ■ skrawania jest podstawowym zagadnieniem teorii skrawania metali, ponieważ odkształcenia plastyczne obrabianego materiału leżą u podstaw procesu skrawania i w znacznym stopniu określają przebieg wszystkich innych zjawisk procesu skrawania, takich jak: wydzielanie i rozpływ ciepła, dyfuzja, adhezja, tworzenie narostu, przemiany fazowe materiału obrabianego i narzędziowego, chemiczne współdziałania z ośrodkiem chłodząco-smarującym. Znaczenie praktyczne mechaniki procesu skrawania polega przede wszystkim na tym, że określenie głównych prawidłowości deformacji plastycznych pozwala praktycznie określić te wielkości, które występują w procesie skrawania i odpowiednio dobierać lub regulować warunki skrawania w każdym konkretnym przypadku.

Oprócz tego mechaniczne charakterystyki procesu skrawania mają znaczenie dla całego układu OUPN, np. znajomość naprężeń na powierzchniach stykowych narzędzia jest potrzebna do właściwego wyboru materiału narzędzia i obliczeń wytrzymałościowych narzędzia. Dane o wartości i kierunku sił skrawania są konieczne do projektowania obrabiarek, uchwytów i przyrządów obróbkowych.