1 сурет. Өңдеудің технологиялық әдістерінің жіктелуі

1. Жоңқалану кезінде жалпы өзгерген жағдайды қатынасты бағалау әдісі:

А) Жоңқаның қысқару К_е, кеңейу К_в және қалыңдау К_а коэффициенттерін анықтау әдісі. Жоңқалану процесін сырттай бақылау арқылы белгілі болғаны, көп жағдайларда кесіп өңдеуде жоңқа кесілетін қабатқа қарағанда қысқарады, қалыңдайды және ені ұзарады («шөгеді», «ісінеді»). Бұл үлкен илемді деформация салдарынан өзгеру процесінің сыртқы көрінісі болып келеді және материалдың күрделі кернеу жағдайымен, оның қирауымен, текстурасының, құрылымының және физика-химиялық қасеттерінің өзгеруімен байланысты. Көрсетілген коэффициенттер жоңқа мен дайындаманың кесілетін қабатының сызықтық размерлернің қарапайым ара қатынасын білдіреді К_е= ; К_а= ; К_в= .

Әртүрлі материалдарды кесу кезінде және түрлі жағдайларда коэффициенттер бірден көп немесе кіші болуы мүмкін. Бұл коэффициенттер тек қана деформация шамасын қатынасты салыстыруға және тек қана дәл өрнектелген иірмелі жоңқаның пайда болғанында ғана жарайды. Иірмелі жоңқаның ұзындығы мен енін өлшеу қиындық туғызған жағдайда К_е жоңқа аудандары шамасының f_стр.және кесілетін қабаттың f_сл ара қатынасы арқылы «салмақтық әдіспен» анықтайды:

К_е= …,
Бұл жерде, G_стр-жоңқа элементінің массасы; ρ-материал тығыздығы; a,b-кесілетін қабаттың сызықтық размерлері; -жоңқаның өлшенетін элементінің ұзындығы; s,t-кесу тереңдігі мен берілісі.

Жоңқаның қалаған элементін таразыға тарту мен өлшеу арқылы алынған шама К_е кесу зонасындағы алғашқы деформациямен қатар жоңқаның бұйралану мен үгітілу кезіндегі қосымша деформациясын да ескереді.

Б) Қатынасты ығысуды анықтау әдісі. Жоңқа тамырының микроысылмасындағы ығысу шамасын q, ығысу бұрышын β₁ өлшеу жолымен анықтау үшін, кесу зонасында тек қана өзгерген түйіршіктердің, құралдың алдыңғы бұрышының γ шамасына байланысты қатынасты ығысуы жорамалданады: q=сtgβ₁+tg(β₁-γ) немесе жоңқаның қысқыру коэффициентіне К_е және γ байланысты: q=К_е²+2К_е·sinγ+1/К_е·cosγ. Бұл әдіс те, алдыңғы әдіс сияқты кесу зонасындағы материалдың, тек қана ығысу жазықтығы микроысылуда анық көрінген кесу жағдайында, өзгерген жағдайын шамалап қана сипаттауға мүмкіндік береді.

2. Беткі қабаттағы материалдың НДС сипаттамасын анықтау әдісі.

Қақталма тереңдігі мен дәрежесін металл қабатының немесе үлгілердің беткі қабатының қиғаш қимасындағы микроқаттылықты өлшеу арқылы анықтаймыз. Жұқа беткі қабатта ең үлкен микроқаттылық(бастапқымен салыстырғанда) болады. Егерде жоңқа тамырын жасап, арнайы қаттылық өлшегіштерді қолданып (ПМТ-2, ПМТ-3 және т.б.), беткі қабат пен кескіш жүзлің айналасындағы материалды беріктеудің жалпы көрінісін аламыз. Рентгенқұрылымдық талдау әдісі күрделі деп саналады. Рентгенограмманы зерттеу материалдың беріктендірілген (қақталған) қабатының төселу тереңдігін анықтауға рұқсат етеді. Қалып қойған кернеулердің шамасы мен белгісін механикалық және рентгенографикалық әдістермен анықтайды.

Деформация өрісінің әртүрлі нүктесіндегі деформациялар мен кернеу шамаларын анықтау әдістері.

А) Координаталық тор әдісі – кесу зонасындағы иірмелі, буын тәрізді және опырылмалы жоңқалардың пайда болу кезіндегі кернеулі-өзгермелі және жылдамдықты жағдайды сандық және сапалық бағалауға мүмкіндік береді. Үлгіге түскен тордың дөңгелек және квадрат көздердің бұрмалану сипатына қарап, материалдың өзгеру зоналарының размерлері туралы, деформация ошағындағы және бұйымның беткі қабатындағы кернеулі-өзгермелі жағдайдың сандық сипаттамасы туралы, сонымен қатар кескіш сына бетіндегі үйкеліс пен түйіспе жүктемелер туралы мәліметтер аламыз.

Кесу кезіндегі өзгеру процесін көптеген теориялық және эксперименттік (координаталық тор көмегімен) зерттеулері әртүрлі материалдар мен өңдеу шарттары үшін, өзгеруге кететін кішкентай бөлшектер жылдамдықтарының v, деформация жылдамдығының , деформация шамасының , кернеуінің σ және энергияның Е_q өзгеруінің бірдей сипатын белгілеуге мүмкіндік берді.

Б) Өзгерген материалдың микроқаттылығын Н_μ өлшеудің кернеулі жағдайды өлшеу әдісі, координаталық тор әдісімен бірігіп, деформациялардың қарқындылығы шамасын _j біле отырып, кесу зонасының әртүрлі нүктесіндегі кернеулердің қарқындылықтарын σ_i анықтауға мүмкіндік туғызады. Бұл үшін кесу кезіндегі жүктеуді әрбір нақты жағдайға байланыстыратын «ε_i-σ_i-H_μ» механикалық сынаулардың графиктерін салу қажет.

В) Кесу зонасындағы материалдың кернеулі-өзгермелі жағдайын есептеу әдістері сырғу сызықтары өрісін салумен байланысты, ұқсастық және электрлік модельдеу теориясын қолданамыз.

Қарастырылғын механикалық модель мен НДС бағалаудың түрлі әдістерін қолдана отырып, кесу кезіндегі өзгеру мен қирау процестеріне әртүрлі факторлардың әсерін сандық және сапалық жағынан анықтауға болады. Мысалы, кесу жылдамдығы өскен сайын өзгеретін материал көлемі кішірейеді, өзгеру зонасының жоғарғы және төменгі шекаралары жақындай түседі. Кесілетін қабаттың қалыңдығы өскен сайын өзгеру зонасы да өседі. Алдыңғы бұрыш кеміген сайын, кесуге кедергі өседі және өзгерген материал көлемі өседі. Сонымен қатар әртүрлі физика-химиялық қасиеттері бар материалдарды кесу кезіндегі өзгеру және қирау процестеріне кеткен энергетикалық шығындарды салыстырып талдау мүмкіндігі болады. Металемес (керамиканы, полимерлерді, шыныпластиктерді пластмассаларды және т.б.) және монокристалдық талшықтармен бекемдетілген құрылымдық материалдарды кесу кезіндегі өзгеруі мен қирауы, олардың құрылымдары мен физика-химиялық қасиеттерінің ерекшеліктерімен байланысты. Мұндай құрылымдық материалдар, атап айтсақ, тотықталған, нитридтық, карбидтік және басқа керамикалар, жоғары серпімділік, қаттылық және морттық модульдерін иеленіп кесіп өңдеуге қиындық тудырады. Керамикалардың морттыкристалдық құрылым мен орналасу ептілігін анықтаушы атом аралық байланыстың беріктігі мен бағыттылығымен байланысты, ал мұндай материалдағы сызаттың тарауы мен тарам-тарам болуының жылдамдығы үлкен. Бұл материалдардың жүктелген кезде ешқандай да илемділік өзгермеуі салдарынан, беттің нақты бір дәлдік пен кедір-бұдырлықпен пішімделген тетікті алу қиынға соғады.

Жіңішке талшық пен илемді төмен фазалық – талшықтар арасындағы кеңістікті толтыратын матрицадан, тұратын талшықты композиттердің жоғары температураға жеткілікті беріктігі және кесуде төмен өңделетіндігі бар. Бұл материалдардың кесу кезіндегі өзгеру мен қирауға қарсыласуы ығыстыру кернеулерінің (талшықтар жазықтығында немесе оларға перпендикуляр) бағытымен анықталады.