Органические волокна отличаются высокой удельной прочностью,
сравнительно хорошей пластичностью (предельной деформацией), но
совмещаются с полимерными связующими хуже, чем стеклянные,
углеродные или борные волокна. Адгезионная связь органических во-
локон со связующим веществом является менее прочной. Это обстоя-
тельство отражается на микромеханике процессов деформирования и
разрушения в зоне стружкообразования, оказывает большое влияние
на качество обработанной резанием поверхности, в том числе непо-
средственно связано с механизмом образования ворса на поверхности
изделия после механической обработки.
Качество обработанной поверхности определяется условиями пе-
ререзания армирующих волокон и разрушения матрицы КМ на линии
среза, т.е. на траектории перемещения режущих кромок инструмента.
На стадии образования в зоне резания поверхности скола и последую-
щего смещения нового элемента стружки вдоль этой поверхности (см.
рис. 1,
б
) происходит непрерывное увеличение нагрузки на органово-
локна, при этом часть их разрушается. Микромеханика разрушения
органических волокон носит сложный микрофибриллярный характер,
когда в процессе нагружения волокно расщепляется на тончайшие,
расположенные параллельно друг другу вдоль одной оси нитевид-
ные структуры (микрофибриллы) с последующим обрывом отдельных
структурных элементов.
До момента разрыва волокно под действием растягивающих напря-
жений деформируется в продольном и поперечном направлениях, что
вызывает нарушение адгезионной связи его со связующим веществом.
Таким образом, перерезание волокон, расположенных под углом к
поверхности резания, будет сопровождаться изменением структуры
наружного слоя формирующейся при обработке поверхности. В ре-
зультате локального расслоения наполнителя и связующего образует-
ся дефектный, относительно рыхлый слой с пониженными физико-
механическими свойствами. При интенсификации режима обработки
на поверхности могут наблюдаться вырывы — участки с отслоившимся
связующим, потерявшим связь с волокнами наполнителя.
Разрушение отдельных волокон происходит в местах так называе-
мых слабых точек (поры, поврежденные элементы полимерной цепи и
др.). Дефекты структуры наблюдаются не только на поверхности, но и
внутри органического волокна. При растяжении органическое волок-
но на определенной стадии нагружения расщепляется в продольном
направлении на микрофибриллы, которые при увеличении нагрузки
разрываются на разных уровнях по длине волокна в наиболее слабых
сечениях. В результате разорванное волокно дает пучок микрофибрилл
разной длины. Часть таких разрушенных в зоне резания волокон будет
располагаться ниже линии среза, в наружном слое обработанной по-
верхности. От них зависит уровень дефектности поверхностного слоя
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 2 85
