Исследования пластичного режима резания хрупких материалов (обзор)

Abstract

Рассмотрены теоретические и экспериментальные исследования пластичного режима резания хрупких материалов (полупроводников, керамики и стекла). Пластичный режим резания основан на осуществлении фазовых переходов под давлением в обрабатываемом материале с последующим срезом трансформированного аморфного слоя, что позволяет избежать образования трещин. Рассмотрены работы по изучению фазовых переходов в хрупких материалах при индентировании, царапании, трении и резании. Показано, что глубина резания, радиус округления кромки резца, толщина формируемой стружки, угол наклона режущей грани резца, кристаллографическая ориентация обрабатываемого материала и алмазного инструмента, тип смазочно-охлаждающей жидкости являются определяющими параметрами для реализации пластичного режима резания.

Розглянуто теоретичні та експериментальні дослідження пластичного режиму різання крихких матеріалів (напівпровідників, кераміки та скла). Пластичнийрежим різання базується на здійсненні фазових переходів під тиском в оброблюваному матеріалі з подальшим зрізанням трансформованого аморфного шару, що дозволяє уникнути утворення тріщин. Розглянуто роботи з вивчення фазових переходів у крихких матеріалах при індентуванні, дряпанні, терті і різанні. Показано, що глибина різання, радіус округлення різальної кромки різця, товщина стружки, кут нахилу ріжучої грані різця, кристалографічна орієнтація оброблюваного матеріалу і алмазного інструменту, тип мастильно-охолоджувальної рідини і деякі інші параметри є визначальними для реалізації пластичного режиму різання.

Theoretical and experimental studies of ductile regime cutting of brittle materials (semiconductors, ceramics and glass) were considered. The ductile mode cutting is connected with implementation high-pressure phase transformations that occur in the machined brittle materials with following removal of the transformed amorphous layer, which permits to avoid cracking. The investigations of phase transformation in brittle materials at indentation, scratching, friction and cutting were reviewed. It is shown that the cutting depth, the tool cutting edge radius, the undeformed chip thickness, the tool rake angle, crystallographic orientation of the machined material and the diamond tool, the cutting lubricants and some others parameters are critical for maintaining the ductile mode.