Вибрации при резании металлов

Трение, износ и стойкость инструмента

Трение между инструментом, стружкой и заготовкой вы­зывает износ режущего инструмента.

Износ режущего клина может происходить:

- по задней поверхности,

- по передней поверхности,

- по задней и передней поверхностям одновременно.

Износ по задней поверхности является определяющим.

Характер изнашивания (вид износа) может быть различным.

Видыизноса:

- абразивно-механический - разрушение (царапанье) слоев инструмента твердыми частицами обрабатываемого материала при трении;

- адгезионный - схватывание микрочастиц материалов инструмента и заготовки при высоких температурах;

- диффузионный - взаимное растворение химических элементов материалов инструмента и заготовки, особенно при повышенных температурах (Θ > 800°С);

- окислительный - образование малопрочных окислов при нагреве инструмента в среде кислорода воздуха, которые легко изнашиваются стружкой и заготовкой;

- усталостный - в результате периодической нагрузки на режущую кромку при резании поверхности с большими микронеровностями.

При реальном изнашивании в конкретных условиях резания могут быть различные комбинации перечисленных видов износа.

При достижении определенного значения допустимого изно­са по задней поверхности - h_з, который называется критерием износа, инструмент подвер-гается заточке.

Период работы инструмента между переточками называется стойкостью - «T _i», которая измеряется в минутах.

Суммарный период службы инструмента:

ΣT = n_i • T_i,

где n_i - число переточек инструмента до полной амортизации

режущей части.

Стойкость инструмента зависит от физико-механических свойств материалов инструмента и заготовки, режима резания, геометрии инструмента, условий обработки.

Наибольшее влияние на стойкость оказывает скорость резания, в соответствии с зависимостью:

полученной из

где С_V - коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого

материала,

т - показатель относительной стойкости.

При определенных условиях обработки заготовок на станках возникают периодические колебательные движения - вибрации, при которых процесс резания теряет устойчивость, резко снижается качество обработанной поверх- ности: появляется волнистость, воз­растает шероховатость. При вибрациях возникает шум, который утомляет станочников.

Различают вибрации - вынужденные и автоколебания.

Вынужденные колебания (вибрации) возникают под действием внешних периодических возмущающих сил. Их можно легко уст­ранить, уменьшив величину возмущающих сил, повысив жест­кость узлов станка.

Автоколебания характеризуются тем, что силы, вызывающие колебания, возникают в процессе резания. Уменьшить автоколебания можно правильным выбором режима резания, инструмента с определенной геометрией, правильной установкой инструмента и заготовки на станке, применением виброгасителей и т.п.