Формирование стружки является частью процесса резки материалов механическими средствами с использованием таких инструментов, как пилы , токарные станки и фрезы .
Формальное изучение образования стружки было одобрено во время Второй мировой войны и вскоре после нее, с увеличением использования более быстрых и мощных режущих станков, особенно для резки металла новыми фрезами для высокоскоростной стали . Пионерские работы в этой области провели Кивима (1952) и Франц (1958). [1] [2]
Образование стружки обычно описывается в соответствии с трехсторонней моделью, разработанной Францем. Эта модель наиболее известна в области проектирования станков, хотя она также используется, когда область применения, такая как деревообработка , требует словарного запаса для более подробного описания формирования стружки, чем это обычно делается. [3] [4]
Первые три типа чипов являются оригинальным описанием доктора Нормана Франца. Тип образующейся стружки [5] зависит от многих факторов, как инструмента, так и материала. В общем, основными факторами являются угол, образованный кромками инструмента, а также угол, под которым они обращены к поверхности.
Острота режущего инструмента обычно определяет не тип стружки , а ее качество и четкие различия между типами. Тупой инструмент образует дегенеративную стружку, которая является большой, разорванной и варьируется от одного способа формования к другому, часто оставляя после себя поверхность низкого качества там, где это означает изменения.
Стружка типа I образуется, когда материал раскалывается перед режущей кромкой из-за некоторого клинового действия инструмента вверх, превышающего предел прочности материала перпендикулярно поверхности. Таким образом, они особенно важны для волокнистых материалов, таких как древесина, где отдельные волокна прочны, но их можно относительно легко разделить. Стружка типа I обычно образуется при резке инструментами с малыми углами резания.
Стружка типа I может образовывать длинную сплошную стружку , размер которой ограничен только длиной реза.
Это идеализированное формирование стружки для древесной стружки , [4] особенно для тех, которые производятся с помощью хорошо настроенного рубанка с точно отрегулированной горловиной.
Стружка типа II образуется, когда срезающее усилие создается клином угла инструмента. Материал разрушается по короткой наклонной плоскости, от вершины кромки инструмента, по диагонали вверх и вперед к поверхности. Материал деформируется вдоль этой линии, образуя закручивающуюся вверх стружку. Эта стружка обычно образуется из-за промежуточных углов резания.
Стружка типа II может образовываться в пластичных материалах, таких как металлы.
Стружка типа II может также образовывать длинную сплошную стружку .
Стружка III типа образует разрушение сжатия материала, опережающее относительно тупой угол резания, приближающийся к 90°. В некоторых слабых или непластичных материалах это может образовывать приемлемую стружку, обычно в виде мелкой пыли, но часто вместо этого возникает случайный эффект «снегоочистителя», когда отходы собираются в кучу перед инструментом, но не убираются окончательно. как хорошо сформированный чип.
Этот тип чипа формируется маршрутизаторами . Его также формируют скребками для обработки дерева , хотя при правильной заточке и использовании они образуют настолько тонкую стружку типа III, что вместо этого она выглядит как хорошо сформированная щепка типа II. Их ненужная крошка достаточно тонкая, поэтому объем разрушения при сжатии достаточно мал, чтобы действовать как четко выраженная плоскость сдвига Типа II.
Этот тип был охарактеризован позже Уильямом Маккензи (1960). [я]