Усадка стружки. 
Резание материалов. 
Режущий инструмент

В процессе резания происходит изменение поперечного сечения и длины стружки по сравнению с поперечным сечением срезаемого слоя и его длиной (путь, пройденный резцом по заготовке) (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Схема формирования усадки стружки

При поперечной деформации стружки возникает ее утолщение. Из треугольника ЛВС вытекает:

Показатель поперечной деформации стружки, или коэффициент поперечной усадки стружки, К_а вычисляется по формуле Тиме.

Значение коэффициента К_а находится в пределах от 2 до 5. Коэффициент К_а увеличивается с уменьшением угла р, т. е. возрастает усадка стружки, увеличивается деформация, что приводит к ухудшению условий резания. Коэффициент деформации по ширине стружки определяется, но формуле.

где К, = 1,05−1,1.

При продольной деформации изменяется длина стружки. Коэффициент продольной усадки стружки

При пластической деформации действует закон постоянства объема, поэтому объем металла, снятый с заготовки,.

где, а соответствующий ему объем стружки.

где е₀ — коэффициент, учитывающий сплошность стружки;

где а₂ — высота сплошного участка стружки. Если а_Л = а₂ (при сливной стружке), то е₀ = 1. Таким образом,.

Поскольку коэффициент продольной усадки стружки К, — это функция коэффициентов усадки по толщине К_а и по ширине стружки K_h, имеем.

т.е.

Если е₀ = 1 и К_а > 1, K_b > 1, то формируется сливная стружка. Если К, > 1, то /₃ > /_стр, т. е. стружка в процессе резания получает усадку. Если е₀ < 1, то формируется элементная стружка.

Для малопластичных материалов (титановые сплавы идр.) К_а> 1, но ненамного. Поэтому может оказаться, что К,< 1, откуда /₃ < / — случай отрицательной усадки стружки. Но это не значит, что титановые сплавы поособому деформируются. В этом случае напряженность процесса характеризуют только К_а и K_h. При обработке титановых сплавов отрицательная усадка стружки объясняется следующим: титановый сплав малопластичный, поэтому пластическая деформация в срезаемом слое не может достигать больших значений; титановый сплав обладает малой теплопроводностью (А,_титана = 0,016-^0,02, что в 4—10 раз меньше, чем теплопроводность обычной стали (для сравнения: А,_{уг1ерода} ⁼ 0,12-Н), 14)), что приводит к повышению температуры в зоне резания до 1000 °C и выше (и, как следствие, к увеличению изнашивания инструмента). Высокая температура приводит к линейному удлинению стружки, но при нагреве сплав становится еще более хрупким, в результате чего пластичность сплава и стружки снижается, поэтому последняя не подвергается пластическому деформированию.

Явление отрицательной усадки имеет большое значение для процесса резания: при где K_t< 1, скорость резания v < гл._тр. Увеличение скорости движения стружки по передней поверхности в единицу времени усиливает изнашивание режущего инструмента, так как площадь контакта F_Kom стружки с резцом уменьшается:

в результате чего увеличивается удельное контактное давление:

Ввиду уменьшения /_к центр давления приближается к режущей кромке, что увеличивает изнашивание главной РК. Вследствие этого обрабатываемость титановых сплавов резанием значительно затрудняется.