it possible to follow the process of deforming during the observation time. A technique
is set forth for using the digital correlation speckle interferometry to study a process
of free cutting on the basis of analysis of vector fields of displacement, directions
of displacements, components of a relative strain and a strain rate. The comparison
of deformation patterns in cutting by a tool with different geometry of the cutting
wedge is given. A new highly accurate means for investigation and optimization
of the cutting process is proposed; it is the method of digital correlation speckle
interferometry having a high resolution and the relatively inexpensive instrument
support. A method is considered for experimental determination of strain in the area
of chip forming during the free cutting of metals. The description of experiment
procedure and requirements to its implementation are given. The vector fields of
displacement of deformed material are presented. The calculation of a strain and a
strain rate from the obtained experimental data is given.
Keywords
:
plastic deformation, treatment by cutting, digital correlation of image,
speckle interferometry.
Изучение напряженно-деформированного состояния (НДС) метал-
ла в зоне стружкообразования является основой при определении за-
кономерностей процесса резания. Данные механики процесса струж-
кообразования позволяют рассчитывать силы резания, определять кон-
тактные напряжения на гранях режущего инструмента и прогнозиро-
вать его износ (разрушение), управлять видом образующейся стружки,
обеспечивать ее стабильное завивание и дробление, а также влиять на
формирование обработанной поверхности. Вопросам выявления зако-
номерностей при резании металлов посвящены многочисленные ра-
боты [1–7].
Процесс деформации металла при резании достаточно сложен, по-
этому наряду с теоретическими выводами в математическом описа-
нии важную роль играют экспериментальные методы исследований.
Наблюдение за боковой поверхностью экспериментальных образцов
является одним из распространенных методов изучения стружкообра-
зования в условиях свободного прямоугольного резания. При этом в
зоне стружкообразования определяются границы зоны пластической
деформации и траектории перемещения частиц металла — так называ-
емые линии тока. Данный метод был использован еще в первых науч-
ных исследованиях процесса резания русскими учеными Тиме И.А.,
Зворыкиным К.А. [8].
Большие возможности имеет металлографический метод, заключа-
ющийся в изучении микроструктуры деформированных областей. Ис-
следования проводят на так называемом корне стружки, который фик-
сируют мгновенным прерыванием процесса резания. При этом образец
перед изучением проходит дополнительную подготовку: полирование
и травление [9].
Наиболее точным и информативным до сегодняшнего дня считал-
ся метод сеток. На исследуемый образец наносят делительную сетку
в виде системы окружностей или прямых линий. При этом с целью
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2014. № 2 101
