Выбор модели, описывающей изменение предела текучести в процессе деформации, является основанием для применения соответствующей теории. Так, теория идеально пластического тела [62] основывается на допущении, что предел текучести деформируемого материала в процессе деформации остает­ся постоянным. Теория идеально пластического тела широко применяется для описания процессов горячей обработки давлением.

Другая теория — теория течения [62] — учитывает только деформационное упрочнение материала. Теория течения применяется для холодной обработки давлением, статических испытаний на растяжение, сжатие.

Поскольку эти определяющие уравнения и основанные на них теории наи­более разработаны и распространены, а также принимая во внимание, что учет термомеханических эффектов связан с большими математическими трудно­стями, были предприняты попытки распространить их и на процесс резания металлов.

Возможность применения закона деформационного упрочнения к процессу резания исследовалась в работах А. М. Розенберга [86], Н. Н. Зорева [37] и др.

А. М. Розенберг [86] определял средние касательные напряжения ту в зоне

Здесь h0 и h — первоначальная и текущая высоты сжимаемого образца, а0- экстраполированный предел текучести в начальный момент деформации (при h = h0), Ту — касательное напряжение в условной плоскости сдвига, определяе­мое экспериментально по силам резания и усадке стружки при точении острым резцом (рис. 2.2):

SHAPE \* MERGEFORMAT

Рх = Pz cos сру — д/Рх + Ру sin фу, фу = arctg

В то же время А. М. Розенберг отме­чал, что кривые течения при резании и сжатии не совпадают. Равенство удель­ных работ и несовпадение кривых тече­ния противоречат друг другу. В гипотезе равенства удельных работ

А. М. Розенберга используется модель упрочняемого материала. Влияние скоро­сти деформации и температуры не учи­тывается. Из (2.14) следует, что каса­тельные напряжения в условной плоско­сти сдвига являются средними, что со­гласуется и с определением напряжений •Су по силам резания (см. рис. 2.2):

P2v — F

С _ AWz _ 1 r Јu rH_

~~ -;rJo таєр

abve,

Н. Н. Зорев [37] сопоставлял максимальные значения предела текучести, полученные при растяжении, с касательными напряжениями в условной плос­кости сдвига Ту, полученными при резании. При этом предполагалось, что эти зависимости могут быть аппроксимированы законом деформационного упроч­нения вида х=Агт, что позволило бы определять касательные напряжения в условной плоскости сдвига при резании, экстраполируя кривую течения, полу­ченную при растяжении (рис. 2.3, прямая 1).

Однако экспериментальные исследования, выполненные Н. Н. Зоревым [37], показали, что при резании различных сталей средние касательные напряжения Ту далеко не всегда возрастали с ростом истинного сдвига е„, как этого требо­вала гипотеза о преимущественном деформационном упрочнении.

Для некоторых материалов средние касательные напряжения оставались постоянными при изменении истинного сдвига, т. е. эти материалы проявляли свойства идеально пластического тела. Для некоторых сталей с ростом де­формации єи напряжения ту даже уменьшались (рис. 2.4).

Пренебрегая изменениями касательных напряжений в условной плоскости сдвига при изменении условий резания, т. е. принимая касательные напряжения Ту постоянными, как для идеально пластического тела, Н. Н.Зорев [37] предло­жил определять напряжения ту без учета влияния деформации и температуры — только по прочностным характеристикам обрабатываемого материала, изме­ренным при растяжении:

где аь — предел прочности при растяжении, уь — относительное сужение образ­ца в момент образования шейки (т. е. в момент действия наибольшей растяги­вающей нагрузки).

К выводам о постоянстве касательных напряжений в зоне стружкообразо­вания и о возможности их определения по прочностным характеристикам ма­териала, полученным при статических испытаниях, пришли также К. И. Триггер [50], С. Кобаяши, Е. Г. Томсен [50] и др.

Допущения о независимости предела текучести в зоне стружкообразования от условий резания в работах по механике резания распространялись и на касательные напряжения qF на передней поверхности инструмента [78]. Такие соотношения получены Н. И. Ташлицким и B. C. Кушнером [50] при точении ста­лей на ферритной основе резцами со стабилизирующей фаской (рис. 2.5):

3 — 1805

xy=0,8Sb, qF = 0,6Sb, (2.17)

где S6-действительный предел прочности при растяжении.

По данным Т. Сата и Мизуко [50], при точении углеродистых сталей средние касательные напряжения qF на передней поверхности равны касательным напряжениям в зоне стружкообразования:

Предполагают, что полная длина контакта стружки с режущим лезвием, имеющим плоскую (полную) переднюю поверхность, состоит из двух пример­но одинаковых по длине участков: пластического контакта и упруго­пластического или упругого контакта. В соответствии с гипотезой о постоянстве предела текучести при резании касательные напряжения qF считали равномер­но распределенными и равными пределу текучести тт на длине пластического контакта и убывающими на участке упругого контакта (рис. 2.6). Согласно дан­ным Н. Н. Зорева и М. Ф. Полетики [82],

Qf = тг и 0,5ту.

Средние касательные напряжения на полной передней поверхности мень­ше, чем на укороченной, вследствие уменьшения напряжения на упругом уча­стке контакта.

В работе [82] отмечалось, что предположение о постоянстве касательных напряжений для конкретного обрабатываемого материала справедливо для умеренных скоростей резания, когда влияние температурного фактора несуще­ственно.

Н. В. Талантов [101] считал, что эпюра удельных касательных нагрузок на передней поверхности имеет вид кривой с максимумом (рис. 2.7).

При этом участок пластического контакта Сі может быть разбит на два: на первом участке преобладает деформационно-скоростное упрочнение мате­риала, а на втором — температурное разупрочнение.

инструмента по Н. В.Талантову [101]

Таким образом, в работах по резанию металлов наиболее распространены две точки зрения. Первая заключается в том, что напряжения в зоне стружко­образования и на передней поверхности при резании не зависят от условий резания и определяются только прочностными характеристиками материала, измеренными в испытаниях на растяжение. Это предположение позволило практически избежать необходимость вычисления температуры при рассмот­рении вопросов механики резания. Согласно другой точке зрения, на напряже­ния при резании существенное влияние оказывают и деформация, и скорость деформации, и температура. Учет влияния температуры особенно важен при рассмотрении взаимосвязи различных факторов в процессе резания и при описании влияния условий резания на характеристики процесса стружко­образования.