ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана», Москва, Россия:
В. М. Ярославцев, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: mt13@bmstu.ru
Н. А. Ярославцева, канд. техн. наук, доцент кафедры технологии обработки материалов

Показано, что металлическая стружка образуется в чрезвычайно динамических условиях резания с энергетическими характеристиками, часто превосходящими параметры взрыва химических взрывчатых веществ, что приводит к значительному повышению твердости материала образующейся стружки по сравнению с исходным материалом. Это вызывает существенные трудности при ее дальнейшей переработке режущими инструментами для дробления (ножи, фрезы и др.) и брикетирования на прессах (головки пресс-штемпеля, матрицы и др.). Приведена расчетная зависимость оценки влияния твердости обрабатываемого материала на период стойкости режущего инструмента, использование которой показало, что увеличение твердости материала стружки по сравнению с исходной твердостью обрабатываемого материала на 30 % вызывает уменьшение периода стойкости инструмента от 3 до 6 раз. В случае, когда твердость стружки превосходит твердость исходного материала на 75 %, имеет место снижение периода стойкости до 11–45 раз в зависимости от условий обработки. Это объясняет отмечаемые рядом авторов низкую стойкость рабочего инструмента для измельчения стружки, частый выход из строя технологического оборудования. Рассмотрена возможность исключения этапа измельчения стружки на специальном оборудовании перед брикетированием. Совершенствование технологии достигается за счет дробления стружки непосредственно на металлорежущих станках с помощью метода резания с опережающим пластическим деформированием (ОПД). В этом случае при резании с ОПД в упрочняющих устройствах в качестве рабочего инструмента для деформационного воздействия на срезаемый слой материала заготовки используют накатной ролик с одним или более выступающими зубьями, что обеспечивает надежное дробление стружки при обработке конструкционных материалов разных групп по обрабатываемости резанием. В процессе обработки зубья наносят на поверхности резания углубления в виде насечек — концентраторов напряжений, которые при образовании стружки надежно разделяют ее на элементы необходимой для брикетирования длины.

1. Черная металлургия зарубежных стран и России. Научные труды / под ред. В. В. Катунина. — М. : Черметинформация, 2001. — 319 с.
2. Злотников Е. Г., Максаров В. В. Современные технологии переработки и брикетирования металлической стружки в автоматизированных производствах / Записки Горного института. Т. 209. 2014. С. 37–41.
3. Ярославцев В. М. Новое о процессе резания // Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение. 2000. № 4. С. 32–46.
4. Бобров В. Ф., Грановский Г. И., Зорев Н. П. и др. Развитие науки о резании металлов. — М. : Машиностроение, 1967. — 416 с.
5. Рехт Р. Ф. Разрушающий термопластический сдвиг // Тр. американского общества инженеров-механиков : пер. с англ. Т. 31. Сер. Е. № 2. — М. : МИД, 1964. С. 189–193.
6. Справочник по технологии резания материалов. В 2-х кн., кн. 1 / под ред. Г. Шпура, Т. Штеферле : пер. с нем. под ред. Ю. М. Соломенцева. — М. : Машиностроение, 1985. — 688 с.
7. Ярославцев В. М. Механика процесса резания пластически деформированных металлов с неоднородными свойствами по толщине срезаемого слоя // Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение. 1993. № 4. С. 93–103.
8. Грубый С. В. Расчетные параметры стружкообразования при несвободном косоугольном резании пластичных материалов // Известия вузов. Машиностроение. 2017. № 1(682). С. 4–15.
9. Древаль А. Е. Влияние наростообразования на параметрические отказы машинных разверток при обработке конструкционных сталей // Известия вузов. Машиностроение. 2017. № 7(688). С. 51–59.
10. Ярославцев В. М. Влияние деформационной структурной анизотропии обрабатываемых материалов на силу резания // Известия вузов. Машиностроение, 1976. № 12. С. 156–159.
11. Ярославцев В. М. Резание с опережающим пластическим деформированием в технологиях утилизации металлической стружки // Наука и образование : научное издание МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2013. № 7. С. 79–90.
12. Дель Г. Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости. — М. : Машиностроение, 1971. — 200 с.
13. Клушин М. И. Резание металлов. — М. : Машгиз, 1958. — 455 с.
14. Zlatin N., Merchant M. Iron Age. 1947. Vol. 159, No. 21. P. 773–781.
15. Подураев В. Н. Резание труднообрабатываемых материалов. — М. : Высшая школа, 1974. — 587 с.
16. Грановский Г. И., Грановский В. Г. Резание металлов — М. : Высшая школа, 1985. — 304 с.
17. Макаров А. Д. Износ и стойкость режущих инструментов. — М. : Машиностроение, 1966. — 264 с.
18. Гуревич Я. Л., Горохов М. В., Захаров В. И. и др. Режимы резания труднообрабатываемых материалов: Справочник. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Машиностроение, 1986. — 240 с.
19. Ярославцев В. М. Новая характеристика обрабатываемости металлов резанием // Известия вузов. Машиностроение, 1989. № 5. С. 144–148.
20. Ровин С. Л., Ровин Л. Е., Заяц Т. М., Валицкая О. М. Переработка стружки черных металлов // Литье и металлургия. 2017. № 4(89). С. 94–101.
21. Бруннер Х., Швельбергер Й., Фляйшандерль А., Рёпке А. Рециклинг железосодержащей побочной продукции в установках DRI // Черные металлы. 2017. № 8. С. 59–63.
22. Кириченко А. С., Серегин А. Н. Повышение эффективности пирометаллургической переработки отработанных автомобильных катализаторов с использованием металл-коллектора на основе железа // Черные металлы. 2017. № 11. С. 59–63.
23. Leushin I. O., Subbotin A. Yu., Geyko M. A. Recycling of galvanized steel scrap for use in cast iron melting in induction melting facilities // CIS Iron and Steel Review. 2015. Vol. 10. pp. 19–22.
24. Ярославцев В. М. Дробление стружки при точении с ОПД // Известия вузов. Машиностроение, 1974. № 2. С. 183–186.
25. Ярославцев В. М. Эффективность методов опережающего деформационного упрочнения материала срезаемого слоя при обработке резанием // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2015. № 1(100). С. 119–127.
26. Ярославцев В. М., Ярославцева Н. А. Методы упрочняющей технологии как средство совершенствования процесса резания // Упрочняющие технологии и покрытия. 2018. Т. 14. № 1(157). С. 36–43.
27. Герасимова О. В., Герасимов В. Я. Изготовление стержневых резьбовых деталей с опережающим пластическим деформированием металла // Технология машиностроения. 2015. № 11. С. 15–16.
28. Щедрин А. В., Поляков А. О., Сергеев Е. С., Зинин М. А. Влияние предварительного деформирования на параметры режущего прошивания отверстия // Вестник машиностроения. 2015. № 5. С. 51–54.
29. Mototaro S., Yoshio K., Kasuhiro T. On the cutting mechanism of coldrolled aluminum alloy // J. Jap. Inst. Light Metals. 1978. Vol. 28, Iss. 2. P. 93–97.
30. Shozo A., Atsuyoshi K., Sadayuki N. Influence of cold Working on Machinability // Elec. Funace Steel. 1980. Vol. 51, Iss. 3. P. 188–194.
31. Barish M. Plastic Deformation for Machining // Proc. Australian Conf. «Manufacturing Eng.». 1977, Febr. Р. 27–31.
32. Шоу, Хоши, Генри. Вторичное пластическое течение, связанное с пластическим вдавливанием // Тр. американского общества инженеров-механиков. Конструирование и технология машиностроения. 1979. № 2. С. 155–159.
33. Долматов А. И., Курин М. А., Воронько В. В., Скорченко И. В. Методы интенсификации точения дисков и валов ГТД из труднообрабатываемых материалов // Вестник национального технического университета Украины «Киевский политехнический институт». Сер. Машиностроение. 2015. № 2(74). С. 84–89.

34. Шатуров Д. Г., Шатуров Г. Ф., Жолобов А. А. Технологические особенности чистовой токарной обработки валов. — Могилев : Белорусско-Российский университет, 2015. — 191 с.
35. Ярославцев В. М. Особенности энергетического воздействия на материал заготовки при резании с опережающим пластическим деформированием // Наука и образование : научное издание МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2014. № 3. С. 1–14.