Wpływ prędkości skrawania na opory

Dlaczego, kiedy zwiększymy prędkość skrawania to siły maleją? Czy ma to wpływ z zanikaniem narostu przy wyższych prędkościach czy raczej chodzi o dynamikę? Z własnego doświadczenia wiem, że przy większych prędkościach materiał skrawa się dużo łatwiej. Najbardziej jest to zauważalne podczas toczenia materiałów nieżelaznych i stali konstrukcyjnych. Fajnie byłoby gdyby ktoś mi to wytłumaczył słowem, ale może być też literatura.

Nie ma pewności. Jest kilka teorii.
Jak chodzi o narost to występuje przy określonych prędkościach dlatego zmniejszanie lub zwiększenie pomaga (zmniejsza się do przesady przy rozwiercaniu na przykład)
Przy bardzo duzych prędkościach lokalnie rośnie temperatura przez co przy obróbce HSC opory są bardzo niskie.
Ale chyba raczej chodzi o zmniejszenie warstwy jednostkowej przy zwiększeniu prędkości skrawania. Ww skróciw wiór spęcza się w określonym czasie i zmniejszenie czasu kontaktu powoduje mniejszenie nacisku generowanego przez spęczany wiór a zatem i tarcia między nożem i materiałem. Podobnie ma się to po drugiej stronie klina na poowierzchni obrobionej.

sammuel pisze:Dlaczego, kiedy zwiększymy prędkość skrawania to siły maleją?

Z fizyki znamy zasadę zachowania energii: "Energia nie powstaje z niczego ani nie znika, może tylko zmieniać postać"

Całkowitą siłę skrawania F rozkłada się na siły składowe (rys. 4.4):
• siłę skrawania Fc (nazywaną też główną albo obwodową), działającą w kierunku
zgodnym z kierunkiem ruchu głównego, o wartości proporcjonalnej i zwrocie odwrotnym do Vc
• siłę posuwową Ff, działającą w kierunku zgodnym z kierunkiem ruchu posuwowego,
• siłę odporową (nazywaną też bierną) Fp, której kierunek działania jest prostopadły
do do płaszczyzny wyznaczonej przez kierunki działania sił Fc i Ff



Całkowita siła skrawania F jest siłą wypadkową siły skrawania Fc, siły posuwowej
Ff oraz siły odporowej Fp, a jej wartość można obliczyć z zależności:

Opór właściwy skrawania (nazywany też siłą właściwą skrawania) zależy
głównie od materiału obrabianego oraz posuwu. Wartości oporu właściwego
skrawania kc dla wybranych materiałów podano w tabeli 4.1.

Ocenia się, że ponad 99,5% pracy skrawania zamieniane jest w ciepło.

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q ... w4SqEcu2Rf

A że obie strony równania muszą się równoważyć, dlatego zwiększając prędkość skrawania Vc (i wydzielanie ciepła) - maleje opór..

Bardzo upraszczając- jedną z przyczyn jest wzrost wydzielania się... ciepła.

Tabela 4.1.

Daaaawno temu miałem jakieś zajęcia z materiałoznawstwa (na elektronice) i pamiętam efekt umocnienia. Może zwiększając prędkość, zdąży się zebrać materiał przed umocnieniem?

TOP67 pisze:Może zwiększając prędkość, zdąży się zebrać materiał przed umocnieniem?

Raczej nie, ale wzrost wydzielania ciepła to nie jedyna przyczyna, choć z pewnością także bardziej uplastycznia materiał w strefie ścinania, co zmniejsza opory skrawania.
Wzrastająca prędkość skrawania zwiększa także prędkość spływu wióra, co zmniejsza tarcie, ale nie można jej zwiększać w nieskończoność, bo wzrost temperatury powiększa z kolei adhezję materiału obrabianego do materiału ostrza, a to hamuje ten spływ (dlatego w tabelach doboru podaje się optymalne dla danych płytek i materiałów prędkości Vc)
Patrząc z kolei na trybologię ostrza zauważamy, ze zwiększanie prędkości skrawania odsuwa coraz dalej od krawędzi skrawającej krater tarciowy na powierzchni natarcia, który powstaje tam gdzie działają na nią największe siły (pewnie koledzy nieraz obserwowali takie zjawisko),


A to dowodzi, że rośnie wysokość strefy zgniotu w obrębie ścinania i wysokość dekohezji - wiór odrywa się od calizny nie na krawędzi tnącej ostrza, ale jakby ponad nią, co przesuwa te największe siły działające na na powierzchnię natarcia dalej od jej krawędzi.
Oczywiście nie oznacza to, że w trójkącie bermudzkim między krawędzią ostrza, kraterem, a miejscem dekohezji (oddzielania wióra od materiału) powstaje fizyczna próżnia, tylko siły tam działające na ostrze są wielekroć mniejsze niż w głównym nurcie wióra, jest mniejsza temperatura, co zmniejsza zjawisko adhezji i nalepiania narostu. I tym samym zmniejsza tarcie i opory skrawania, pozwala oszczędzać krawędź skrawającą, która może mieć wtedy większą ujemną mikrofazę(zapobiegającą wykruszaniu), co ważne zwłaszcza dla płytek noży z ujemną geometrią.

Nie można tu oczywiście pominąć także wpływu samej geometrii i materiału ostrza, własności obrabianego materiału, oraz innych czynników, ale to temat-rzeka..

Tu o zjawiskach trybologicznych występujących w strefie ścinania materiału
https://www.google.com/url?sa=i&url=htt ... AdAAAAABAD

Najlepiej zajrzyj do książki „Podstawy skrawania materiałów konstrukcyjnych” Grzesika.

RomanJ4 pisze: ↑

21 mar 2021, 10:05

Raczej nie, ale wzrost wydzielania ciepła to nie jedyna przyczyna, choć z pewnością także bardziej uplastycznia materiał w strefie ścinania, co zmniejsza opory skrawania.
Wzrastająca prędkość skrawania zwiększa także prędkość spływu wióra, co zmniejsza tarcie, ale nie można jej zwiększać w nieskończoność, bo wzrost temperatury powiększa z kolei adhezję materiału obrabianego do materiału ostrza, a to hamuje ten spływ (dlatego w tabelach doboru podaje się optymalne dla danych płytek i materiałów prędkości Vc)
Patrząc z kolei na trybologię ostrza zauważamy, ze zwiększanie prędkości skrawania odsuwa coraz dalej od krawędzi skrawającej krater tarciowy na powierzchni natarcia, który powstaje tam gdzie działają na nią największe siły (pewnie koledzy nieraz obserwowali takie zjawisko),

Naturalnie, że większa prędkość skrawania zwiększa temperaturę i plastyczność materiału, ale jednak bardziej przemawia do mnie teoria dotycząca spęczenia wióra. Podam przykład odcinania materiału. W momencie, w którym przecinak zbliża się do osi obrotu, to prędkość skrawania zbliża się do zera, a opory skrawania diametralnie wzrastają (przez co zawsze zmniejszam posuw, aby zachować równowagę oporów). Jeżeli taki stan zależałby tylko od temperatury materiału, to "rozgrzałby się" już dużo wcześniej i w osi miałby podobną temperaturę do tej, powiedzmy, którą ma na średnicy fi10. Zwłaszcza przy odcinaniu detali ze stali kwasoodpornej o małej średnicy, które momentalnie łapią temperaturę na całej powierzchni. Tak samo oznaczałoby to też to, że obrabiając detal bez chłodzenia siły skrawania malałyby (pomijając zjawisko tworzenia się narostu). Taki sam wniosek nasuwa mi się w przypadku operacji wiercenia, gdzie temperatura jest taka sama całym narzędziu, a mimo tego na ścinie, który pracuje idealnie w osi, występują największe siły (dlatego zawsze go podcinam).

Co do adhezji to nie jest na odwrót, że wraz ze wzrostem prędkości skrawania, zjawisko to zanika, a tarcie się zwiększa na powierzchni natarcia? Omawialiśmy już to w innym temacie jakiś czas temu.

RomanJ4 pisze: ↑

21 mar 2021, 10:05

Nie można tu oczywiście pominąć także wpływu samej geometrii i materiału ostrza, własności obrabianego materiału, oraz innych czynników, ale to temat-rzeka..

W każdym procesie skrawania po przekroczeniu pewnych progów dzieją się rzeczy,
o których nie śniło się waszym filozofom.