1. Machinability course 3
مکانيک تراش

2. عمل برش يکي از مراحل پيچيده فيزيکي است که شامل دو تغيير شکل الاستيک و پلاستيک مي باشد. اين عمل شامل مقدار زياد اصطکاک، حرارت زياد، تشکيل لبه انباشته ، انقباض براده ، سخت شدن سطح ماشينکاري شده و سايش ابزار مي باشد.
ok حد الاستيک
kn حد پلاستيک
از نقطه o تا a تغيير شکل الاستيک (برگشت پذير)
از نقطه a تا c تغيير شکل پلاستيک (برگشت ناپذير)
m نقطه گسيختگي
نمودار تنش-کرنش براي فولاد

3. خطوط لغزش در يک بلور فلزي
نحوه تشکيل براده
تغيير شکل پلاستيکي شامل تغيير مکان لايه هاي معيني از فلز نسبت به امتداد لايه هاي ديگر است.
لغزش در امتداد صفحه هاي بلوري معيني، موسوم به صفحه هاي لغزشي ، ودر جهت کريستالوگرافي مشخصي انجام مي شود. a0
ناحيه تغيير شکل ثانويه ac
ناحيه تغيير شکل اوليه
خطوط لغزش در يک بلور فلزي

4. انواع براده از نقطه نظر شکل گيري
نواحي اصلي تغيير شکل
1- ناحيه تغيير شکل اوليه (Primary Deformation Zone)ناحيه است بين لبه برنده قلم وتقاطع بيروني سطح براده با سطح ماشينکاري
اين ناحيه، ناحيه اصلي تغيير فرم پلاستيک است، بيشترين حرارت در اين ناحيه ايجاد شده و سهم زيادي از توان مصرفي ماشينکاري تحت شکل گيري در اين ناحيه است.
2- ناحيه تغيير شکل ثانويه: ناحيه تماس بين قلم و براده مي باشد.
سهم زيادي در انرژي مصرفي ندارد
بيشتر ناشي از اصطکاک بين براده و ابزار است.
انواع براده از نقطه نظر شکل گيري
1- براده ممتد(Continuous chip)
2- براده ممتد با لبه انباشته (Continuous chip with built up edge)
3- براده منفصل يا منقطع (Discontinuous chip)

5. 2- براده ممتد با لبه انباشته
1- براده ممتد
شامل دو ناحيه تغيير شکل مي باشد و بيشتر در مواد شکل پذير مانند فولاد ساده کربني، مس و آلومينيوم به وفور ديده مي شود.
براده ممتد يا پيوسته
2- براده ممتد با لبه انباشته
وقتي نيروي اصطکاک موجود بين قلم و براده به ميزاني برسد که براده خود را به سطح جلوي قلم جوش دهد شرط لازم براي اغاز تشکيل لبه انباشته فراهم شده است.
لبه انباشته يکي از فاکتورهاي موثردر تعيين همواري سطح تراشيده شده محسوب مي گردد و همچنين اثر قابل ملاحظه اي روي نرخ فرسودگي قلم دارد.
براده ممتد با لبه انباشته

6. براده منفصل يا منقطع

7. اثرات لبه انباشته :
1- تغيير درهندسه ابزار (افزايش زاويه براده و کاهش در زاويه برش )
2- افزايش زبري سطح و کاهش کيفيت سطح مي گردد.
3- تغيير در ضخامت براده تغيير شکل نيافته
4- تغيير در نيروي برشي( بواسطه ايجادو جدا شدن لبه انباشته)
5- کاهش عمر ابزار و افزايش نرخ فرسودگي ابزار
6- کاهش دقت ابعادي قطعه کار
نکته: لبه انباشته عمدتاً درماشينکاري فلزات
نرم و شکل پذير اتفاق مي افتد.
لبه انباشته روي سطح براده و درنزديکي لبه برش شکل مي گيرد.
سختي لبه انباشته ممکن است 2 الي 3 برابر سختي فلز ماشينکاري شده باشد.
اثر لبه انباشته بر روي هندسه و عملکرد ماشينکاري

8. استفاده از روانکار يا خنک کار(بواسطه کاهش اصطکاک)
در سرعت هاي برشي پايين بين 2 تا 5 m/min لبه انباشته بوجود نمي آيد زيرا در اين حالت براده ناپيوسته و درجه حرارت نيز پايين مي باشد.
هرچه سرعت برشي زياد شود تغييرات شکل براده از ناپيوسته سپس به پيوسته تغيير خواهد کرد.
مقدار سرعت برشي که ماکزيمم ارتفاع لبه انباشته را دارد بين 10 تا 20 m/minاست.
ارتفاع لبه انباشته بر حسب سرعت برشي
با افزايش سرعت برشي درجه حرارت ناحيه تغيير شکل ثانويه افزايش يافته و باعث نرمتر شدن لبه انباشته گرديده و در نتيجه اندازه آن کاهش مي يابد.
استفاده از روانکار يا خنک کار(بواسطه کاهش اصطکاک)
انتخاب هندسه ابزار مناسب( زاويه برش کم )
انتخاب ابزار مناسب (ابزارهاي الماسه لبه انباشته کمتري نسبت به ابزارهاي فولادي دارند)
عوامل کاهش لبه انباشته

9. انقباض براده عدد انقباض براده همواره بزرگتر از يک مي باشد.
درنتيجه تغيير شکل پلاستيکي طول براده جدا شده L کوتاهتر از طول براده نتراشيدهL0 مي باشد.
کوتاه شدن براده را انقباض طولي که آن را با K نشان مي دهند :
عدد انقباض براده همواره بزرگتر از يک مي باشد.
انقباض طولي براده
با صرف نظر از تغييرات جرم مخصوص در عمل برش ، حجم لايه بريده شده با حجم لايه بريده نشده برابر است:
ضخامت براده تغيير شکل نيافته
ضخامت براده تغيير شکل يافته
سطح مقطع براده تغيير شکل يافته
نسبت تراش
ضريب انقباض
سطح مقطع براده تغيير شکل نيافته

10. پارامترهاي موثر بر انقباض براده
نسبت تراش عددي کوچکتر از يک است و حالت ايده آن زيادتر و نزديکتر شدن آن به عدد يک است.
ضريب انقباض عددي بزرگتر از يک است و حالت ايده آل آن کمتر شدن و نزديک تر شدن آن به يک است.
1- شکل هندسي ابزار (مخصوصاً زاويه برش و شعاع نوک قلم
2- متغيرهاي برش(سرعت برشي ، نرخ پيشروي )
3- روانکار
4- نوع ماده و خواص مکانيکي قطعه کار
پارامترهاي موثر بر انقباض براده

11. اثر زاويه براده بر ضريب انقباض
با افزايش زاويه برش يا کاهش زاويه براده تغيير شکل براده بيشتر مي شود .
با افزايش زاويه براده، شکل گيري براده بهتر و با نيروي کمتري انجام مي گردد ومقدار انقباض براده در نهايت کاهش مي يابد.
در حالت زاويه براده منفي طولL کاهش يافته و اين امر باعث افزايش ضريب انقباض مي گردد.
زاويه براده منفي
زاويه براده مثبت

12. اثر افزايش شعاع نوک قلم بر روي عرض برش
اثر شعاع نوک قلم بر ضريب انقباض
با افزايش شعاع نوک قلم طول قسمت لبه برش افزايش يافته وضريب انقباض براده افزايش مي يابد. و همچنين راندمان تراش کاهش مي يابد.
اثر شعاع نوک قلم بر روي انقباض براده
اثر افزايش شعاع نوک قلم بر روي عرض برش

13. اثر سرعت برشي بر ضريب انقباض
با افزايش سرعت برشي ضريب اصطکاک کاهش يافته، باعث کاهش نيروي برشي و در نهايت کاهش ضريب انقباض مي شود. اين روند بعلت عدم تشکيل لبه انباشته در ماشينکاري چدن يا برنج از ابتدا بصورت يکنواخت مي باشد.
ضريب انقباض براده بر حسب سرعت برشي در ماشينکاري چدن

14. اثر سرعت برشي بر روي انقباض براده در ماشينکاري فولاد نرم
عمده تفاوت در محدوده سرعتي است که باعث ايحاد لبه انباشته مي گردد.
در محدوده اي که لبه انباشته در حال از بين رفتن است ضريب انقباض براده افرايش مي يابد. در محدوده اي از سرعت که لبه انباشته ايجاد مي شود بعلت کاهش زاويه برش باعث کاهش ضريب انقباض براده مي گردد
اثر سرعت برشي بر روي انقباض براده در ماشينکاري فولاد نرم

15. اثر لبه انباشته بر روي هندسه و عملکرد ماشينکاري
اثر لبه انباشته بر روي هندسه و عملکرد ماشينکاري
اثر سرعت برشي بر روي زاويه برش، ضريب تراکم، نيروي برشي و ضريب اصطکاک با ابزار داراي لبه انباشته

16. اثر نرخ پيشروي و ضخامت براده تغيير شکل نيافته بر ضريب انقباض
اثر ضخامت براده تغيير شکل نيافته بر انقباض براده
با افزايش نرخ پيشروي و ضخامت براده تغيير شکل نيافته همواره ضريب انقباض کاهش مي يابد.
علت آن توزيع غير يکنواخت در عرض لايه بريده شده مي باشد.

17. اثر روانکار بر ضريب انقباض براده
با استفاده از روانکار ضريب اصطکاک کاهش يافته و ضريب انقباض کاهش يافته و در نتيجه راندمان تراش افزايش مي يابد.
اثر جنس قطعه و ابزار بر ضريب انقباض براده
در ماشينکاري فلزات هرچه خاصيت پلاستيسيته جسم کمتر باشد، انقباض براده کمتر مي شود.
بعنوان مثال در ماشينکاري چدن ضريب انقباض براده کمتر ازماشينکاري فولاد است.
در ماشينکاري دو نوع فولاد انقباض براده فولادي بيشتر است که دارا ي سختي کمتري است.
بعبارت ديگر هرچه فولاد سخت تر باشد راندمان تراش بالاتر است.
جنس ابزار نيز بر انقباض براده موثر است بگونه اي که در ماشينکاري فولاد هاي کربن دار با ابزار الماسه ضريب براده افت مي کند.