4.2. Экспериментальные исследования влияния СОЖ и обрабатываемого материала на процесс стружкообразования
В связи с тем, что физико-химические процессы в зоне резания, пластические деформации и тепловые явления связаны со скоростью резания нами было изготовлено специальное устройство, позволяющее на-резать резьбу с использованием различных СОЖ на вертикально- сверлильном станке и производить мгновенную остановку метчика.
Крутящий момент от шпинделя станка передавался метчику через быстросменный патрон и специальный патрон, чека которого входила в шпоночный паз на хвостовике метчика. Две мощные пружины выталкивали чеку в заданный момент времени, и метчик мгновенно останавливался. Разъемные образцы для нарезания внутренней резьбы делались из двух плотно прилегающих шлифованных по поверхности стыка пластинок, которые зажимались в тисках. Плоскость разъема совпадала с осью метчика. После нарезания резьбы и остановки метчика образцы вместе с метчиком осторожно, чтобы не повредить корни стружек, извлекались из приспособления. Из них вырезались образцы шириной около 10 мм вместе со стружкой, которые заливались полистеролом или оловом. Микрошлифы металла изучался на микроскопе при увеличении от 30 до 300 раз и фотографировались.Микрофотография сечения корня стружки, полученная при обработке стали 45 со скоростью резания 9 м/мин с использованием 5%-ной эмульсии ЭТ-2, показана на риенке 4.1. Обработка стали происходила в условиях интенсивного наростообразования. Опережающая трещина отсутствовала. Наименьшая скорость перемещения частиц - у поверхности передней грани. Вязкость деформируемого металла в граничном слое зависела от сил внутреннего трения.
Образование стружки при нарезании резьбы в ковком чугуне даже без использования СОЖ (рисунке 4.2.) происходило без застойных явлений на передней поверхности инструмента при скоростях резания 3, 9 и 27 м/мин. Большее завивание стружки из ковкого чугуна, т.е. меньшее значение ее радиуса, указывает на ее большую пластическую деформацию.
На поверхностях контакта режущего инструмента и заготовки образовывались прочные металлические связи и формировались мостики сварки. Течение металла в стружку происходило на поверхности металла, расположенной выше микронеровностей на передней поверхности инструмента с преодолением сил внутреннего трения. При появлении нароста высота микронеровностей возрастала в несколько раз.
Исследование образцов показало, что на поверхности опорной сто-роны стружки остаются риски, копирующие по форме и направлению риски на передней поверхности инструмента.
Рис. 4.1. Нарост, образующийся при нарезании резьбы в стали 45. Скорость резания 9 м/мин. СОЖ: 5%-ная эмульсия ЭТ-2 (хЗОО)
Рис. 4.2. Образование стружки при обработке ковкого чугуна. Скорость резания 27 м/мин. Без СОЖ (хЮО)
Наиболее склонны к адгезионному схватыванию металлы с гране- центрированной и объемноцеитрированной решетками. Адгезия способствует наростообразованию. Нарост представляет собой сильнодеформи- русмый металл, твердость которого в 2,5 - 3 раза выше твердости обрабатываемого металла. Форма и размеры нароста периодически изменяются и уносятся стружкой. Уменьшить нарост, а в ряде случаев и полностью em ликвидировать, можно за счет подбора СОЖ с хорошими противозадир- ными свойствами, которые уменьшают схватывание инструментального и обрабатываемого материалов.
Проведенные эксперименты показали, что процесс стружкообразо- вания в значительной степени зависит от обрабатываемого материала.