Напряженное состояние в зоне резания при механической обработке синтеграна лезвийным режущим инструментом

Аннотация

В настоящее время одним из перспективных конструкционных материалов, используемых для изготовления корпусных элементов высокоточных станков, является синтегран. Синтегран представляет собой композиционный материал, состоящий из полимерного связующего и высокопрочных минеральных заполнителей. Хотя технологи и конструкторы стремятся изготавливать изделия из данного материала путем отливки без дальнейшей механической обработки, в ряде случаев необходимо осуществлять их фрезерование, точение и шлифование. Вместе с тем недостаточно изучено поведение синтеграна при его обработке резанием. Процесс снятия поверхностного слоя при резании лезвийным инструментом в значительной степени влияет на результаты обработки. От этого процесса зависят силы резания, расход энергии, точность и качество обработки. Рассматриваются вопросы образования стружки при механической обработке синтеграна. На основе теории упругости определены поля напряжений, возникающих в зоне резания при обработке синтеграна лезвийным режущим инструментом. Для определения распределения нормальных и касательных напряжений, возникающих в прирезцовой зоне, используется задача Фламана. В результате исследования установлено, что наибольшие напряжения формируются ниже линии среза. Следовательно, магистральная трещина при стружкообразовании будет распространяться вглубь материала. Таким образом, шероховатость поверхности синтеграна на участке заполнителя не является следом инструмента и не отображает микронеровности режущего лезвия, а полностью определяется траекторией распространения трещины при образовании элементной стружки. Также такой характер стружкообразования приводит к неустойчивости процесса резания и возникновению вибраций, что, в свою очередь, снижает точность обработки.