Погрешности, связанные с размерным износом режущего инструмента

В процессе механической обработки режущий инструмент под­вергается изнашиванию. При обработке резанием различают износ режущего инструмента по задней и передней поверхностям, а так­же износ в направлении, перпендикулярном к обрабатываемой поверхности (размерный износ) (рис. 6.11 сечение I-I).

Рис. 6.11. Износ режущего инструмента в направлении, перпендикулярном к обрабатываемой поверхности (сечение I-I)

При обработке деталей на настроенном станке размерный износ приводит к постепенному изменению размеров обрабатываемых заготовок, т.е. к возникновению переменной систематической по­грешности обработки. Если заготовка имеет значительную длину (например, длинный вал), то при ее обработке (обтачивании) по­является погрешность в виде конусности с возрастанием диамет­рального размера к передней бабке.

Износ инструмента, как и в целом износ трущихся поверхно­стей, подчиняется определенным закономерностям. Могут быть выделены три периода работы инструмента, характеризующиеся (рис. 6.12):

• начальным (приработочным) износом инструмента на длине пути резания примерно до 1000 м (отрезок I);

• нормальным или установившимся износом (отрезок II);

• быстрым или катастрофическим износом (отрезок III).

Рис. 6.12. Размерный износ (а) и его зависимость от пути резания

Величина начального износа для резцов зависит от качества режущего и обрабатываемого материалов (твердости, прочности), геометрии инструмента, качества доводки режущих кромок, нали­чия охлаждения и его качества, вибрации.

При установившемся износе изменение размера инструмента происходит относительно равномерно, т.е. имеет место закон рав­ной вероятности.

При катастрофическом износе происходит разрушение режу­щей кромки, что аналогично появлению задиров у трущихся пар.

Интенсивность износа на участке II называют относительным (удельным) износом u_o

Зная величину и₀, начальный износ и_н и длину резания I, можно определить размерный износ инструмента (мкм) по формуле

Так, при точении

где D и l — соответственно диаметр и длина обрабатываемой заго­товки; S — подача на оборот, величина удельного износа инстру­мента зависит от метода обработки; материала заготовки и инстру­мента; режимов обработки (главным образом скорости резания);

наличия охлаждения; геометрии инструмента; состояния техноло­гической системы (жесткости, вибрации).

В табл. 6.1 приведены некоторые зависимости размерного из­носа от материала заготовки и инструмента при чистовом точении и растачивании.

Таблица 6.1