Виды стружки: какие бывают и что делают

О чем речь? Виды стружки отличаются по характеристикам, что обусловлено разницей в методе обработки. Выделяют четыре разновидности: элементная, сливная, ступенчатая и надлома. Свои нюансы есть у стружки, образованной сверлением и фрезерованием.

На что обратить внимание? После обработки металла стружку не выкидывают, а пускают в дело – в основном переплавляют для создания проката. Но это при условии, что вид отходов пригоден для этого, если нет, то его утилизируют с соблюдением всех правил.

Образование стружки в процессе обработки металла

Стружка появляется во время обработки металла, когда срезается припуск. При механическом воздействии убирается поверхностный слой материала, чтобы получить изделие с определенными размерами и формой.

Законы физики объясняют деформацию как любое изменение структуры предмета под воздействием на него определенной силы. Если форма восстановилась после того, как сила перестала действовать, это называют упругой деформацией. Когда форма меняется навсегда, это считают пластической деформацией.

При резке металла поверхность меняется. С помощью приложенной силы и резцов деталь обрабатывают до достижения ей определенной формы. Частицы металла отделяются, и образуется стружка. Этот процесс начинается уже с момента попадания фрезы в металлическую поверхность. Идет смещение частиц, которые отделяются и преобразуются в стружку.

Существуют определенные типы частиц, их разновидность зависит от типа металла и его свойств. У хрупких и вязких металлов способы образования видов стружки разные.

Если брать вязкие металлы, такие как медь, алюминий или мягкую сталь, то обработка идет следующим образом: при попадании на поверхность зубцов фрезы верхний слой материала сжимается, после чего его часть срезают. Сначала металл деформируют, на него оказывают давление, после чего наступает стадия пластической деформации, когда материал приобретает определенную форму.

В этот момент появляется стружка, после чего резец приступает к сжиманию нового слоя металла.

Виды стружки

Когда деталь обрабатывают при помощи режущего инструмента, то с нее снимают верхний слой, который и называют стружкой. От способа резки зависит, какие частички будут появляться. Различают такие виды стружки металла:

• Элементная или стружка скалывания — появляется в результате резки на станке с малой скоростью маловязких или твердых металлов. Фрагменты похожи на частицы, которые образуются после использования пилы. Стружка может трансформироваться в сливную при изменении условий обработки.
• Сливная — эта разновидность стружки, которая образуется после обработки мягких металлов – олова, меди, свинца. Также возникает при обработке пластмассы на большой скорости при температуре 400–500 градусов. Стружка напоминает спираль или длинную тонкую ленту.
• Ступенчатый вид токарной стружки — возникает, когда идет обработка металла на средней скорости с помощью станка. Обычно резке подвергают сталь средней твердости, алюминий и его сплавы. Стружка выглядит, как лента, однако одна из ее поверхностей шероховатая.
• Стружка надлома — появляется при резке чугуна или бронзы в виде отдельных частиц.

Выделяют разные виды стружки при обработке.

Фрезерование

Стружка при этом виде резания не длинная, так как обработка на фрезе идет прерывисто. Снимается первый слой, после чего следующий. При фрезеровании образуются разные виды стружки.

Если обработке подвергают вязкий материал, то при интенсивной и глубокой резке снимается элементная стружка. Если на станке находятся твердые и хрупкие металлы, то появляется стружка надлома. Еще один вид частиц, который образуется при резке вязких металлов на высокой скорости и при маленькой глубине, — это сливная стружка. Она же появляется при обработке твердой стали.

Деталь получается более гладкой, если образовалась сливная или элементная стружки. Дальнейшая шлифовка не нужна, когда идет фрезеровка на большой скорости с чистотой ∇7 – ∇8, в таких случаях образуется сливная стружка.

Сверление

Когда металл сверлят, то появляется стружка, которая по своему виду похожа на частицы, образуемые при точении.

Она может давать усадку, разбухать, на ней возникают наросты. Если металл обрабатывают при помощи сверла, то процесс образования стружки похож на тот, что возникает при фрезеровке, точении или строгании. Однако имеются особенности, которые связаны со способом использования сверла и условиями обработки. Виды стружки при резании отличаются от тех, что возникают после сверления.

Сверло имеет несколько лезвий. Данный инструмент более сложно устроен: кроме двух основных работают и два вспомогательных лезвия. В результате процесс образования стружки становится многоступенчатым.

Стоит учитывать особенности, которые имеет стружкообразование при использовании технологии сверления. В процессе участвуют поперечная и две режущие кромки.

Основные виды стружки при появлении имеют определенные нюансы. Так, когда срезают металлический слой, то на поверхности образуется деформация двух видов – упругая и пластическая. После чего идет усадка и стружка закручивается. После того как происходит образование нароста, идет выработка тепловой энергии, прочность материала увеличивается, идет обоюдное сопротивление задней поверхности металла и поверхности резания.

Чтобы избежать негативных последствий, применяют охлаждающую жидкость. Однако ее нужно правильно использовать. Когда в процессе сверления жидкость подают с перебоями, то качество обработки сильно страдает.

Вещество нужно подавать в установку алмазного сверления под давлением согласно техническому описанию. Для охлаждения коронки в рабочую зону, как правило, подается обычная вода, но иногда применяют специальные составы на основе различных масел и химических веществ, помогающих избежать неприятного воздействия.

Усадка стружки

К = LО/LС — это формула, по которой определяют коэффициент усадки стружки. Она применима при обработке металлов пластичного типа, когда длина стружки уменьшается по сравнению с длиной хода инструментов. Толщина стружки при срезании становится толще слоя поверхности. Это явление называют усадкой стружки и называют К.

Данный коэффициент всегда больше 1, а для стали может составлять полтора или два. Показатель нужен для определения степени деформации элементов стружки, сколько времени понадобится на обработку материала. Длина стружки это LС, а длина хода инструмента — LО.

Самая большая усадка появляется у элементной стружки. Частицы почти полностью отделяются от поверхности, но между собой они прочно связаны. Сила сопротивления может резко снижаться в промежутках между скалыванием соседних элементов, это способствует тому, что вибрация влияет на кромку резца, и на поверхности начинают появляться шероховатости.

Если образуется сливная стружка, то усадка у нее заметно меньше, чем у элементной. Скорость резания высокая, поэтому частицы не успевают полностью отделиться друг от друга. Когда слой срезают, то происходит сдвиг металла, поверхность обработки становится чистой за счет образования сливной стружки. При этом на работу тратится гораздо меньше энергии.

По стружке можно определить, какой способ обработки металла будет эффективным, какую форму инструмента и режим резания следует выбрать.

Переработка разных видов стружки

Металлическая стружка является вторичным сырьем, поэтому производственные отходы можно использовать после переработки. Для этого применяется метод переплавки, а полученный металл снова подвергается обработке.

Превращение стружки в металл — это весьма трудоемкий процесс, который требует соблюдения следующих условий:

• собрать металлическую стружку;
• измельчить ее;
• очистить от смазочно-охлаждающей жидкости и высушить;
• положить под пресс и сформировать брикеты.

После всех этих процедур образуется вторсырье, которое можно легко перевозить и затем на производстве переплавлять, получая новые материалы, например, большое количество качественной стали, используемой в металлообработке.

Больше всего видов стружки получается из чугуна и стали, так называемых черных металлов. Ее принимают на специальных производствах. Все классы стружки и требования к ее состоянию определены ГОСТом 2787-75.

Еще один из видов переработки стружки связан с ее очисткой от примесей. Это нужно, чтобы при переплавке металл был качественным, и его свойства не изменялись под воздействием других веществ. Процесс переработки и отбора тоже должен соответствовать стандарту по ГОСТу 28053-89. В документе есть указания, как выбирать материал, какие методики используются при оценивании параметров стружки.

Крупные предприятия по переработке пользуются несколькими способами распределения видов стружки:

• производят визуальный осмотр;
• учитывают магнитные свойства металла;
• исследуют химический анализ вещества.

Когда отбор произведен, то стружку отправляют на переплавку, там из состава берут пробы, чтобы исследовать их детально.

После данных процедур можно точно сказать, насколько металл чист от примесей.

Часто задаваемые вопросы о видах стружки

Что о виде стружки говорит ее цвет?

Многие эксперты сразу определяют, что в процессе обработки металла что-то могло пойти не так. Это возможно при взгляде на стружку. Если она имеет радужный окрас, то это означает, что в процессе работы на станке затупился резец. Его нужно срочно заточить, чтобы избежать дефектов после обработки. Цвет побежалости металла — это радужная окраска на тончайшей оксидной пленке, появляющаяся на нагретой чистой металлической поверхности, например, на стали или чугуне.

Толщина ее зависит от температуры и времени нагрева. Так как поверхности по-разному отражают световые лучи, то появляются и различные оттенки: от соломенного до светло-серого.

Если степень накала увеличилась или уменьшилась, то оттенок пленки тоже меняется. При 200 градусах появляется желтый цвет, темно-синий образуется при 270–290℃, если оттенок почти белый, это говорит о нагреве до 400 градусов.

Сколько процентов составляет стружка от общей массы?

На заводах и предприятиях идет постоянный процесс обработки металла, стружки образуется достаточно много. Считается, что в среднем ее количество достигает десяти процентов от общей массы обработанного металла.

Все ли виды стружки принимают в переработку?

На предприятиях обычно не принимают производные от материалов, которые имеют в составе опасные и токсичные вещества. Например, стружку от радиаторов или мусорных контейнеров берут неохотно. Ее трудно очищать, в структуре можно обнаружить масла, антифриз, токсичные отходы, химические вещества. Этот лом требует тщательной обработки перед тем, как отправиться на выплавку, поэтому сдача его в обычный пункт приема нежелательна, ведь это негативно влияет на экологическую среду.

Однако вторичное использование сырья кажется выходом, ведь сбор и переработка — не такая дорогая процедура, она гораздо выгоднее, чем поиск залежей и разработка новых способов плавления металла.

Поэтому переработка металлической стружки после ее сбора на производствах возле металлических станков кажется выходом из непростой ситуации.

Изображение в шапке статьи: Johnny Sanchez / Unsplash