Studijní text [pdf] - E-learningové prvky pro podporu výuky ...

Progresivní metody v třískovém obrábění
považované za rozhraní mezi základním materiálem a právě se vytvářející třískou. Fyzikální
podstatu této síly tvoří deformační odpor materiálu.
Břit řezného nástroje není schopen odebrat tloušťku třísky menší, než je jeho poloměr ostří
a ≤ ρ . (3.2.1)
p
Při tloušťce odřezávané vrstvy dané tímto vztahem je velikost měrného řezného odporu
nekonečně veliká. Je-li odebírání tloušťky a p odřezávané vrstvy menší než je poloměr ostří, dochází
k tomu, že tloušťka materiálu, která se břitem v daném poloměru neodebírá, ale odchází pod břit
(obr. 2.3.4), je menší ve srovnání s hodnotou a min . V důsledku existence určitého poloměru ostří tak
nastává k dělení materiálu ne v úrovni tečny k břitu ve směru řezného pohybu, ale v úrovni
odpovídající tloušťce materiálu a min a po vytvoření třísky v úrovni a´min . Způsobuje to stav napjatosti
před břitem, kdy se u ostří vytváří tah, který napomáhá vzniku třísky, tedy dělení materiálu před
břitem.
Vlivem plastických deformací obráběného materiálu se bod největších napětí posouvá směrem do
obráběného materiálu a přechází tak do bodu B. Část materiálu pod tímto bodem odchází pod břit, kde
se plasticky a elasticky deformuje a zpevňuje. V důsledku této deformace, vysoké teploty a
strukturních změn zde vznikají různá zbytková pnutí. Výsledek zpevnění je též ovlivněn oblastí
primární plastické deformace dosahující (l 1 , l 3 na obr. 2.3.4) pod úroveň plochy řezu. Důsledkem
elastické deformace pak dochází k odpružení plochy řezu o tloušťku materiálu l 2. Tyto naznačené
skutečnosti významně ovlivňují funkční vlastnosti obrobené plochy.
q
Tvorba třísky u klasického obrábění
Základní podmínkou progresivního obrábění je naprostá převaha požadovaných fyzikálních
vlastností materiálu řezného nástroje nad materiálem obráběným. Obecně lze předpokládat, že se
vzrůstající řeznou rychlostí roste celkové množství tepla, a to téměř úměrně s narůstající rychlostí
střihu třísky i intenzitou tření třísky o nástroj. Plastickou deformací třísky v rovině střihu se
„skokově“ mění její teplota, která dále roste třením třísky o čelo nástroje.
Při klasickém obrábění dochází ve smykové rovině k mechanickému zpevnění třísky, které
vede k jejímu ztvrdnutí oproti původnímu stavu. Díky tomu, že zpevněná tříska klade větší odpor,
narůstá úhel roviny střihu, který zvyšuje tloušťku třísky i její odpor proti ohybu a současně
zvětšuje plochu kontaktní zóny.
Mezi třískou a čelem nástroje „spolupůsobí“ přítlačné i třecí síly, které tímto nabývají vysokých
hodnot. Dochází takto k přechodu velké části tepla vyvolaného třením z třísky do nástroje. Třecí
teplo a značná přítlačná síla třísky podporují difusní procesy, které vedou k vymílání kráteru na čele
nástroje. Intenzita vývoje celkového procesního tepla roste úměrně se zvyšováním rychlosti smyku
třísky ve smykové rovině, ale také s řezným odporem, který je dán obráběným materiálem.
Za těchto podmínek se nedají (anebo jen velmi obtížně) obrábět tvrdé a kalené materiály.
Z uvedených faktů vyplývá, že „horní interval“ řezné rychlosti je u „běžných“ řezných materiálů a
„konvenčních“ nástrojů omezen prudkým poklesem řezivosti způsobeném náhlou plastickou
deformací, kterou způsobuje intenzivně rostoucí procesní teplo.
Během řezného procesu lze provádět pozorování mikrozměn i makrozměn. Přímé pozorování
změn v mikroskopických objemech, které odpovídají řádově velikosti zrna je značně obtížné
vzhledem k vysoké deformační rychlosti v d , (řádově se pohybující 10 4 až 10 6 m.s -1 ), intenzivní a
nerovnoměrné deformaci a vysokému teplotnímu gradientu při ohřevu deformovaného materiálu
(řádově 10 4 až 10 6 o C.s -1 ), ovlivňujícímu zejména v oblasti sekundární deformace jak deformační
zpevnění, tak i fázové přeměny.
205