36Наклеп поверх слоя детали

Под наклепом следует понимать повышен его прочностных св-в и твердости при его пластическом деформировании.

При наличии р часть металла выше линии АВ уходит в стружку, а слой металла толщиной Н_сж не срезается, а подминается округлен­ной частью резца, подвергаясь упругой и пластической деформации.

Третьей причиной деформации поверхностного слоя является частичное упругое восстановление несрезанного деформированного металла на величину Н_у. Это приводит к появлению на задней по­верхности инструмента нормальных и касательных сил, а следова­тельно, и к дополнительной пластической деформации поверхностно­го слоя.

Таким образом, металл, образующий поверхностный слой, в про­цессе резания претерпевает неоднократное пластическое деформиро­вание. Это приводит к изменению всех физико-механических свойств и структуры металла.

Основными характеристиками наклепа являются: степень наклепали глубина наклепанного слоя А_с. Степень наклепа определяется по формуле

где H, - микротвердость детали непосредственно с поверхности;

Н - микротвердость исходного металла.

В соответствии с изменениями, происходящими в поверхностном слое, глубина наклепанного слоя определяется или по изменению микротвердости по сечению детали или рентгеноструктурным мето­дом по изменению характера интерференционных линий на рентгено­граммах при послойном стравливании исследуемой поверхности.

Наиболее распространенным методом исследования глубины и степени наклепа в настоящее время является метод измерения микро­твердости. Метод заключается в исследовании микротвердосга мате­риала (металла) на участке наклонного микрошлифа (рис. 14.6-14.7), изготовленного на специальном приспособлении. Микротвердость измеряется па микротвердомере ПМТ - 3 (ПМТ - 5).

Между h_{c и} N существует тесная взаимосвязь h_c = к- N.

Наклеп поверхностного слоя в значительной степени зависит от многих технологических факторов - элементов режима резания, гео­метрических параметров инструмента и состояния его режущего лезвия, свойств инструментального и обрабатываемого материалов, вида СОЖ и т. д.

38Влияние геометрии инструмента на наклеп.

На условия стружкообразования в основном влияет передний угол у. При изме^ нении у от + к - (+15 до -15 ) глубина наклепа h_c увеличивается значив теяьно (для ЭИ487БУ - в 3 раза), что связано с изменением положе­ния начальной зоны стружкообразования {пластической зоны), по­вышением относительно сдвига £ и др. факторов.

Увеличение радиуса округления режущего лезвия р повышает наклеп поверхностного слоя при всех подачах, особенно когда р больше толщины среза. Существенно оказывает влияние на наклеп и износ резца по задней поверхности. Износ на наклеп оказывает влия­ние через изменение силового фактора, повышение продолжительно­сти пластического деформирования каждого участка обработанной поверхности и изменение температуры в зоне контакта. Наибольшее влияние фаски износа оказывают на наклеп при работе на скоростях ниже и выше оптимальных.

Главный угол в плане ф и радиус резца при вершине R оказывают влияние на наклеп как фактор, изменяющий толщину среза со всеми поел е д ств иями.

Влияние обрабатываемого и инструментального мате­риала на наклеп. Стали и сплавы, обладая различными прочностны­ми и пластическими свойствами, по-разному упрочняются (наклёпы­ваются) при механической обработке. При этом более пластичные и более упрочняемые при деформации материалы, как правило, при механической обработке имеют и больший наклеп.

Значительное влияние на характеристики наклепа оказывает и инструментальный материал через коэффициент трения па задней по­верхности. Тот инструментальный материал, который дает более вы­сокий коэффициент трения по задней поверхности, наиболее интен­сивно изнашивается, приводит к формированию большего наклепа поверхности как по глубине, так и по степени. Путем правильного выбора соответствующей марки инструментального материала можно в некоторых пределах регулировать не только стойкость инструмен­та, но и качество обработанной поверхности

40Образование остаточных напряжении от действий сило­вого фактора. Пластическая деформация металла поверхностного слоя приводит к изменению всех его физико-механических свойств, в том числе к уменьшению плотности удельного веса, а следовательно, к увеличению удельного объема. Увеличение объема металла распро­страняется только на глубину проникновения пластической деформа­ции и не затрагивает нижележащих слоев.

В результате в слое, прилегающем к поверхности, возникают сжимающие напряжения, а в нижележащих-напряжения растяжения.

Иначе это можно объяснить так: резец режет, поверхностные слои растягиваются настолько, что деформируются, а нижележащие слои упруго деформированы. После снятия нагрузки напряжения в упруго растянутой зоне будут стремиться сняться, но их снятию пре­пятствуют пластически растянутые поверхностные слои; в результате внутренние слои частично упруго растянуты, а внешние слои упруго сжаты.

Итак, при условии, когда привалирует силовой фактор, в поверх­ностном слое формируется напряжение сжатия, а в нижележащих слоях-уравновешивающие их остаточные напряжения растяжения (рис. 14.10).