Разрушение материала при резании

Сила резания определяющая деформацию и разрушение материала, является результирующей сил и р1- Сила Р — главный [c.172]

Эти явления коренным образом отличают разрушение при резании материала от разрушения при его разрыве. [c.111]

Явления деформации и разрушения при резании связаны с сопротивлением рабочего материала внедрению острого подвижного тела. Как видно из рис. 1, когда резец внедряется в материал вдоль некоторой оси, сила Н, которая является результирующей между нормальным и тангенциальным усилиями и силой трения Ff, воздействует на резец со стороны переднего угла за- [c.386]

Сила резания, как это показали П. С. Карпачев и М. М. Майзель [5], нелинейно связана с глубиной погружения ножа и зависит от вида материала и его толщины (рис. 92, а), а также от числа слоев. На участке Л С усилие резания нарастает точка В является точкой перегиба эпюры в точке С сила достигает максимальной величины и затем быстро падает здесь происходит окончательное разрушение материала (рис. 92, б) и при дальнейшем продвижении ножа усилие необходимо только для раздвигания частей материала. [c.156]

Физические основы гидравлического разрушения нефтяного кокса. В настоящее время нет единого представления о механизме гидравлического разрушения хрупких материалов. Причиной этого является его сложность и многогранность. Качественные и количественные закономерности процесса гидравлического резания хрупких тел в обобщающем виде не установлены. Теории разрушения Кулона, Мора, Кулона - Навье, Гриффитса основаны на экспериментальных данных или отдельных предположениях, и ни одна - на внутреннем механизме разрушения. Существующие зависимости касаются раскрытия лишь отдельных аспектов взаимодействия жидкой струи с хрупкими телами и не могут быть распространены на другие условия и параметры гидравлического разрушения в связи с трудностями обобщения разнохарактерного экспериментального материала с единых теоретических позиций [224-231]. [c.171]

Предположение о прямой пропорциональности работы измельчения вновь образованной поверхности можно считать справедливым только в случае измельчения тела резанием или распиливанием, когда объем обрабатываемого материала практически не влияет на затрату энергии. Если измельчение производится раздавливанием, раскалыванием, ударом или комбинированным способом, это предположение несправедливо, так как в этих случаях не учитывается энергия, затрачиваемая на деформацию тела без разрушения. При этом, как будет показано ниже, удельная (поверхностная) работа зависит не только от природы материала, но и от класса, степени и способа измельчения. [c.26]

Есть много производственных процессов, где снижение прочности твердых тел просто необходимо ведь чем выше прочность материала, тем больше энергии требуется на его обработку. Следовательно, можно интенсифицировать такие важные процессы, как обработка металлов резанием и давлением, а также процессы, связанные с разрушением твердых тел (бурение горных пород, тонкое измельчение твердых тел в обычных условиях и условиях вибрации н ультразвука). [c.218]

Из уравнения (2.2) следует, что для уменьшения усилия резания необходимо уменьшить сопротивление каучука разрушению, угол заострения лезвия ножа и коэффициент трения. Значительно уменьшить угол заострения нельзя, так как при малых углах ослабляется режущая кромка. Коэффициент трения материала о боковую поверхность ножа можно снизить (но тоже в определенных пределах), повышая чистоту обработки лезвия. Следовательно, нужно добиваться снижения Q и N, величина которых зависит от типа каучука и его физического состояния. Сила Q пропорциональна модулю упругости каучука первого рода Е, а сила N — модулю упругости каучука второго рода G. Модули упругости характеризуют прочность каучука и сопротивление деформированию. Численные значения их меняются в широком диапазоне в зависимости от типа, степени кристалличности и температуры каучука. С повышением температуры каучука, по мере перевода его из кристаллического состояния в аморфное, модули упругости существенно понижаются. Вот почему перед резанием каучук желательно разогревать. В этом случае усилие резания снижается и отпадает необходимость конструирования мощного оборудования. Величина удельного усилия резания разогретого натурального каучука находится в пределах 1000— 3000 Н/см. При разрезании закристаллизованного (стеклообразного) каучука величина удельного усилия резания резко возрастает и доходит до 10 кН/см. Поэтому во избежание поломки оборудования [c.50]

Коэффициент теплоотдачи является весьма важной характеристикой, так как помимо информации об охлаждающей способности СОЖ, дает возможность а) определить стойкость режущего инструмента и температуру в зоне резания б) подойти к расчету износа поверхности инструмента и к предвидению характера разрушения режущих лезвий в различных условиях работы в) правильно подбирать материалы режущего инструмента для работы в тех или иных условиях г) оценивать влияние охлаждения на ход резания и отыскивать пути к наиболее эффективному использованию охлаждающей среды д) регулировать ход процесса для получения нужного теплового воздействия на обрабатываемый материал и поверхностные слои изделия т. е. [c.32]

Деформация сдвига возникает в тех случаях, когда внешние силы, действующие на брус, расположены в параллельных плоскостях на очень малом расстоянии друг от друга и направлены в противоположные стороны. Характерным примером сдвига является резание материала ножницами, при этом происходит разрушение, называемое срезом. [c.294]

При резании эластичных полимеров процессу разрушения предшествуют значительные высокоэластические деформации, причем материал прилегает к щекам клина не по всей глубине, поэтому большее значение приобретает разрушение от воздействия режущей кромки, а не клина. [c.100]

Можно сказать, что резание является разновидностью регулируемого разрушения , так как заранее определив вид стружки, подлежащей удале-нию,и места разрущения, можно изготовить изделие точной формы с гладкой поверхностью. Чтобы получить изделие хорошего качества, надо определить оптимальные условия резания в зависимости от вида механической обработки, механизма разрушения и свойств материала. [c.386]

Вид стружки, снимаемой с некоторого твердого тела, определяется специфическими условиями разрушения, к которым относится глубина и скорость резания, а также шероховатость резца и обрабатываемого материала. Задавая и контролируя эти условия, можно в значительной степени управлять процессом резания. В этом разделе будут рассмотрены основные закономерности процессов резания кожеподобных и стеклообразных материалов, которые в обиходе называют пластмассами. [c.387]

Связь процесса резания с вязко-упругими характеристиками материала является главной при рассмотрении процессов резания и образования трещины, а также явлений деформации и разрушения полимеров. [c.394]

Показана существенная связь механизма резания с реологическими параметрами полимеров, т. е. с влиянием времени и температуры на деформационные свойства. Стружки образуются как непрерывные, так и прерывистые. Можно различить две разновидности стружек непрерывного типа первая аналогична стружкам, получаемым при резании металлов в условиях сдвига вторая разновидность, встречающаяся значительно чаще, реализуется в результате высокоэластических деформаций. Прерывистые стружки делятся на три разновидности прерывистый простой сдвиг , прерывистый сложный сдвиг , прерывистый скол . Сложный тип образуется в условиях сложнонапряженного состояния, включающего растягивающие и сжимающие напряжения. При мягких режимах, т. е. при малых скоростях резания, малых передних углах режущего инструмента и малых глубинах резания, наблюдается тенденция к образованию непрерывной стружки. Механизмы образования прерывистых стружек связаны как с хрупкой, так и с пластической составляющей. Скорость резания, т. е. скорость разрушения, играет доминирующую роль для вязко-упругих тел, особенно при жестких режимах, когда увеличение скорости приводит к разогреву материала вследствие тепловых потерь. [c.404]

При использовании в смазочных материалах противоизносных и противокоррозионных присадок или совместном их использовании с активными наполнителями энергия связи хемосорбционной фазы с металлом должна быть больше, чем с внешней средой (маслом). В этом случае металл не взаимодействует с активными компонентами смазочного материала и хемосорбционная пленка выполняет свое назначение. Однако иногда необходимо, чтобы хемосорбционная фаза взаимодействовала со смазочным материалом сильнее, чем с металлом. Например, масло должно обеспечить химическое разрушение поверхностей трения на стадии их приработки. Допустимо также химическое разрушение обрабатываемого металла при резании в присутствии СОЖ При этом хемосорбционная пленка на поверхности инструмента должна предохранять его от износа. Следовательно, и энергия связи пленки с СОЖ должна быть меньше, чем с металлом инструмента. Таким образом, при создании СОЖ к обрабатываемому материалу и к материалу инструмента предъявляются противоположные требования. Положение еще более осложняется, если при этом СОЖ должна обеспечивать защиту готовых деталей от коррозии. [c.89]

При значительной толщине материала наступает момент его полного разрушения (разрыва) до того, как нож пройдет через всю толщу материала (рис. 92). С увеличением угла заострения ножа разрыв материала наступает раньше, а усилие резания увеличивается. [c.156]

Процесс разрезания материала состоит из двух фаз деформации и разделения. Жесткие хрупкие материалы требуют при этом относительно высокого усилия резания. Однако они деформируются незначительно, а происходит хрупкое разрушение со скоростью разрастания трещин (которая выше, чем собственно скорость резания). Пластичный материал деформируется сильно, но требует более низких усилий резания. Критическим является процесс резания высокоэластичного резиноподобного материала, который после воздействия ножа может испытывать эластические деформации растяжения. Энергия деформации диссипирует-ся в виде теплоты. На рис. 5.3 показан принципиальный вид зависимости главной составляющей усилия резания от времени. Энергетические преимущества могут быть получены резанием при низких температурах и высоких скоростях. [c.90]

В целом под абразивным изнашиванием большинство авторов понимают разрушение поверхности материалов (деталей) резанием или царапанием твердыми абразивными частицами. В этом случае резание — это процесс удаления некоторого объема материала при однократном действии абразивной час. тицы, а царапание — процесс, полностью или частично вклю-чающ,ий передеформирование материала с последующим его разрушением в результате усталостных явлений, т. е. процесс, происходящий при многократном воздействии абразивных частиц. Однако это определение не полностью отражает сущность явления. Так, абразивная частица, внедряемая в мате, риал под действием нормальной силы, не производит ни резания, ни царапания его поверхности. Тем не менее разрушение материала все-таки происходит, [c.109]

Комплекс явлений, связанных с изменением химической природы материала при механических воздействиях, а также с образованием и дальнейшими превращениями реакционноспособных соединени , получающихся прн механическом разрушении (дробление, резание, вальцевание, ультразвуковое воздействие), получи л название механо-химических явлений. Распространенность этих явлений и широкие возможности для проведения различных химических реакций, вызвали появление большого количества работ в этой области, отраженных в ряде обзорных статей и в монографии . [c.256]

При резании наполненных реактопластов затупленным резцом на образующейся поверхности возникают дефекты, тип и размер к-рых в значительной мере зависят от характера взаимодействия связующего с наполнителем. В случае больших внутренних напряжений (напр., в стеклопластиках) происходит хрупкое разрушение материала с образованием глубоких трещин, сколов, отслаиванием значительных участков материала и разлохмачиванием волокнистого наполнителя. Еслп связующее способно глубоко пропитывать наполнитель (гетинакс, текстолит), то дефекты поверхности носят мепее выраженный характер, без элементов хрупкого разрушения. [c.111]

При обработке одного и того же материала можно получить стружку любого типа, изменяя геометрию резца и режимы резания. Напр., при изменении переднего угла у изменяется величина и направление силы (см. рис. 1), вследствие чего видоизменяется напря-шенное состояние материала и тип образующейся стружки. При возрастании скорости резания высокоэластич. деформации могут уступить место пластич. сдвигу или хрупкому разрушению. Увеличение толщины срезаемого слоя повышает усилие, необходимое для образования непрерывной стружки, и разрушение материала может начаться из-за возникновения опережающей трещины и хрупкого надлома. Этому также способствует повышение скорости резания и увеличение у. Ниже для различных материалов приведена толщина срезаемого слоя а (в мм), при к-рой образуется стружка непрерывного типа V — 400 м/мин, у = 0) [c.109]

Для более детального доказательства того, что определяемая при резании растянутых резин характеристика отражает влияние молекулярной ориентации на сопротивление резанию в такой же степени, как и на прочность при растяжении при неизменной структуре материала, были проведены опыты при низкой температуре. Определялась прочность при растяжении резин из НК в хрупком состоянии при нескольких деформациях е и сопротивление резанию таких же образцов в тех же условиях. Оказалось, что сопротивление резанию сгрз и прочность при растяжении Ор, отличаясь по абсолютной величине, изменяются симбатно с изменением предварительного растяжения и укладываются на общую кривую, что свидетельствует об аналогии в характере разрушения при резании и хрупком разрыве. [c.112]

Большое преимушество технической керамики — ее особая твердость. Керамические режущие инструменты, применяемые теперь взамен вольфрамовых твердосплавных деталей, позволяют не только обходиться без дорогостоящих и дефицитных сплавов, но еще в 2—4 раза увеличить скорость резания обрабатываемого металла, а также повысить качество обработки до 7—8-го классов. Но перспективы повышения твердости керамики оказываются еще более широкими. В СССР впервые в мире получен сверхтвердый материал — гексанит-Р — одна из кристаллических модификаций нитрида бора (боразол с т. пл. 3200°С). До сих пор сверхтвердым материалом считался только алмаз теперь к ним относят и синтетический гексанит-Р. Этот материал обладает рекордно высокой вязкостью разрушения. Решена таким образом одна из труднейших научно-технических проблем века до сих пор всей конструкционной керамике был присущ общий недостаток — хрупкость, теперь же сделан шаг к его преодолению. [c.243]

МИКРОТРЕЩИНЫ — трещины, выявляемые с помощью оптического микроскопа. Размеры их соизмеримы с элементами микроструктуры и измеряются тысячными долями миллиметра. Ширина (раскрытие) микротрещины переменна и уменьшается к концам ее до размеров, сравнимых с межатомными. Образование М. может происходить на разных стадиях изготовления материала и изделий (при литье, обработке давлением, резанием и т. д.), в процессе упрочняющей обработки, а также при разрушении изделий, предшествуя распространению магистральной трещины. Зарождение и докритиче-ское увеличение М. при нагружении изделий представляют собой первую стадию разрушения (рис.). Причиной образования М. является пластическая деформация, вызванная приложенным или возникшим в материале напряжением. В кристаллических телах под действием напряжения (вследствие взаимодействия дислокаций) возникает субмикротрещина, развивающаяся затем до микротрещины. Известно несколько дислокационных механизмов образования М., один из к-рых — образование М. в частицах карбидных или неметаллических включений, способствующих концентрации напряжений. Более 90% микротрещин в технических поликристаллических металлах возникает по этому механизму. На Л1ШПИ или вблизи М. существуют значительные напряжения, уменьшающиеся по мере удаления от нее. Количество, размеры и распределение М. определяют инкубационный период разрушения. В металлах иочти всегда есть или появляются (на самых ранних этапах деформирования) микротрещины. Их количество в иоверхностных слоях (порядка нескольких микрометров) в два-три раза больше, чем в объеме. При деформировании сосуществуют два процесса образование микротрещин и их рост. М. обнаруживают с помощью ультразвуковой дефектоскопии, электроиндуктивной дефектоскопии, люминесцентного метода дефектоскопии и др., а также [c.823]

На основании изложенного можно заключить,что изнашивание материала поверхности абразивной струей является сложным комплексным процессом. В нейтральной среде газа при температуре, не превышающей 30 — 40° С, разрушение поверхности материала может происходить и в результате высоких контактных напряжений, резания микростружек абразивными частицами, контактной усталости и локального вьшлавления металла при высокой температуре. Значение каждого из перечисленных явлений в конкретных случаях определяется физико-механическими свойствами материала и абразивных частиц, скоростью и углом атаки абразивной струи, а также фазой процесса изнашивания. [c.44]

Существенно отметить, что макроконцентрация напряжений сопровождается возникновением сложнонапряженного состояния, характерного для условий эксплуатации большинства изделий, и если их разрушение происходит при ограниченной деформации, то применение методов испытаний, в которых используются концентраторы напряжения (прокол, резание, раздир и др.) позволяет качественно правильно воспроизвести такие условия. и, кроме того, ускорить процесс разрушения. Помимо этого, поскольку при концентрации напряжений место разрушения локализовано, создаются наилучшие условия для выявления роли структуры материала при его разрушении. Иными словами, такие методы являются структурочувствительными и при обеспечении контроля за индентором воспроизводимы так же хорошо, как при иопользовании инденторов для определения твердости. [c.77]

При резании, охватывающем узкую область времен, характерных для псевдохрупкого и высокоэластического разрушения, когда структура материала несколько изменяется, также наблюдается зависимость типа Трз = = Она выполняется как для недеформированных, [c.107]

Особенности оборудования. Обычными условиями механической обработки являются большие силы резания, необходимые для преодоления сопротивления металла деформациям и разрушения его в процессе резания, а также высокая твердость режущего инструмента, которая должна быть значительно больше твердости обрабатываемого материала. Кроме того, процесс резания часто протекает при быстроврашающихся и быстро перемещающихся узлах станка, заготовках и инструментах большой массы, что вызывает появление больших центробежных сил и вибрации. [c.5]

Однако наличие сетчатой гетерогенности поверхностного слоя является необходимым, но недостаточным условием фрикционности материала, не обеспечивающим возможно малые разрушения поверхностей трения и стабильность коэффициента трения в большом диапазоне скоростей. Как правило, наличие внедрения на чистых поверхностях приводит к большим сдвиговым процессам, сопровождающимися налипанием материала и резанием. Для снижения интенсивности изнашивания фрикционных материалов необходимо, чтобы материал в контактной зоне противостоял многократному передеформированию вследствие механического внедрения и чтобы обеспечивался положительный перепад механических свойств по глубине от поверхности трения, что предохранит поверхности от схватывания и глубинного вырывания, а также уменьшит роль сдвиговых процессов. Этим двум требованиям удовлетворяют пластичные слои. Пластичность поверхностного слоя обеспечивает также снижение местных удельных давлений и поверхностных температур, а также хорошую прирабатываемость. Желательно, чтобы поверхностные пластические слои были также теплопроводны, что тоже будет способствовать смягчению условий трения. [c.266]

Операция ультразвуковой механической обработки резанием (УЗМОР), относящейся к УЗКО, связана со снятием поверхностного слоя материала с заготовки и образованием стружки при этом формообразование новых поверхностей сопровождается деформированием и разрушением поверхностных слоев материала (ГОСТ 3.1109—82 ). Классификация некоторых операций УЗМОР приведена на рис. 7.65. [c.644]

При обработке термопластов с помощью циpкyляpнoйJфpeзы были выделены четыре разных механизма воздействия разрушение вследствие растяжения сдвиговая деформация, сопровождающаяся образованием шейки на кромке инструмента растрескивание у края инструмента, который встречается с материалом течение материала. Доминирующий механизм процесса зависит от природы полимера и условий резания (скорости и температуры) [485]. [c.291]

Определенную роль играет и характер измельчения. Если для экстрагарования использовать сырье одной степени измельченности, но полученное различными способами, то оно будет по-ражому экстрагароваться. В зависимости от способа измельчения меняются параметры измельченного сырья. При раздавливании и ударе клеточная структура растительного материала разрущается, поверхность сырья становится неровной, такое сырье будет экстрагироваться быстрее вследствие его большей поверхности и увеличения процесса вымывания веществ из разрушенных клеток. При резании и распиливании клеточная структура сырья сохраняется, но кусочкам придается определенный размер и ровная поверхность. Такое сырье будет экстрагироваться медленнее вследствие преобладания в нем процессов внутренней диффузии над процессами вымывания и внешней диффузии. При истирании клеточная структура нарушается, в то время, как разламывание сырья мало нарушает структуру, но придает ему неровную поверхность. [c.88]

Износ пластмасс происходить по различным механизмам абразивному, фрикционному и когезионному. Абразивный износ пластмасс происходит за счет резания, царапания материала твердыми выступами поверхности истирающего тела. Внешним признаком абразивного износа могут служить характерные полосы на полимере, расположенные вдоль направления взаимного перемещения трущихся тел. Фрикционное истирание возникает за счет сил трения выступов, растягивающих поверхностные слои пластмассы. При этом происходит многократное нагружение зон контакта и вследствие этого их усталостное разрушение. Число циклов нагружения, после которых происходит разрушение, зависит от исходной прочности материала, интенсивности превращения механической энергии в тепловую, химическую и электрическую, а также от типа нагружения. Если контактные напряжения достигают значений разрушающих напряжений, то разрушение происходит уже в первом цикле нагружения. Если микроразрушение с отслоением частиц пластмассы осуществляется за один или несколько циклов нагружения, то износ может обусловливаться двумя механизмами абразивным (микрорезание) и когезионным (силы трения достигают прочности выступа материала). В зависимости от состояния пластмассы и условий испытания один вид износа может переходить в другой. [c.103]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология