Явление наростообразования

Процесс деформирования металла при резании происходит при воздействии высоких температур и контактных давлений (напряжений). При некоторых условиях обработки вблизи режущей кромки образуется достаточно устойчивая клинообразная зона застойного материала — нарост.

Наростообразование характерно для вязких материалов в случае обработки их с малыми скоростями и малыми подачами. Его величина характеризуется высотой. С ростом переднего угла наростообразование резко уменьшается. Твердость нароста в 2-4 раза выше твердости обрабатываемого материала, поэтому нарост участвует в резании. По мере увеличения высоты нароста динамическое равновесие нарушается и часть нароста уноситься со стружкой, а другая остается на обрабатываемом материале.

На рисунке 30 изображена зависимость высоты нароста от скорости резания. На рисунке 31 зависимость высоты нароста от главного угла в плане φ. Наличие (отсутствие) нароста в зависимости от подачи и скорости резания изображено на рисунке 32.

Рисунок 30 Рисунок 31 Рисунок 32

Рис. 33. Образование и срыв нароста.

Большое давление резания способствует упрочнению металла нароста. С течением времени нарост увеличивается (за счет наращивания новых слоев металла), причем образуется часть нароста, свешивающаяся над задней поверхностью резца (рис. 33,б). В некоторый момент эта часть нароста отрывается от основной массы и, попадая между задней поверхностью резца и обратной поверхностью (рис.33, в), вдавливается в последнюю (рис.33, г). Частицы нароста, оставшиеся на передней поверхности резца, также отрываются от него и уносятся со стружкой (рис.33, д). Такие срывы нароста происходят быстро один за другим (70-80 срывов в секунду), что объясняется, по-видимому, вибрация, возникающими в процессе резания. При низких скоростях (3-5 м/мин) нарост не образуется. При более высоких скоростях резания (60-80 м/мин) стали средней твердости происходит более или менее заметное образование нароста. При скорости свыше 60-80 м/мин. нарост наблюдается реже, а при еще более высоких скоростях он совсем не образуется.

Нарост обладает повышенной твердостью и поэтому может внедряться в обрабатываемый материал, защищая режущую кромку от непосредственного воздействия стружки. В этом случае соприкосновение стружки с резцом происходит на площадке передней поверхности, удаленной от режущей кромки. Это улучшает условия работы резца при обдирочной работе.
При чистовых работах нарост вреден. Сорвавшиеся и вдавленные в обработанную поверхность частицы нароста образуют неровности, недопустимые при чистовой обработке деталей.
При резании чугуна и других хрупких металлов нарост не образуется.

Положительные особенности нароста:

Нарост берет на себя часть работы по срезанию металла;

Защищает переднюю поверхность и режущую кромку от износа;

Улучшает условия по отводу стружки, так как увеличивает передний угол;

Снижает перепад температур на режущей кромке.

Отрицательные особенности нароста:

Снижает точность обработки на величину Δ;

Снижает качество поверхности;

Вероятностный характер процесса наростообразования не позволяет управлять этим процессом.

Вывод: нарост допустим и полезен при черновой обработке, и совершенно не желателен при чистовой обработке.