Износ резцов, определение зависимости скорость – стойкость

Вследствие трения скольжения и действия высокой температуры в местах контакта режущего клина со стружкой и поверхностью резания происходит износ путем удаления с рабочих поверхностей резца микрочастиц.

Износ режущего инструмента протекает при постоянно обновляющихся трущихся поверхностях, высоких давлениях и температурах. В связи с этим здесь имеют место три вида износа' абразивный, молекулярный и диффузионный.

Абразивный износ происходит в результате царапания — срезания мельчайших частиц инструмента твердыми включениями обрабатываемого материала. Такой износ преимущественно наблюдается при резании чугуиа, высокоуглеродистых и легированных инструментальных сталей, имеющих в структуре весьма твердые зерна карбидов, а также при обработке отливок с твердой и загрязненной коркой.

Молекулярный износ сопровождается вырыванием с поверхностей инструмента мельчайших частиц стружкой и поверхностью резания заготовки вследствие действия между ними значительных сил молекулярного сцепления (прилипания, сваривания) и относительного скольжения. Такой вид износа в основном происходит при обработке пластичных металлов, особенно труднообрабатываемых сталей (Жаростойких, нержавеющих и др.).

При высоких температурах в зоне резания происходит диффузия — взаимное растворение трущихся тел,- в результате которой изменяется химический состав и механические свойства поверхностных слоев инструмента, что ускоряет его износ a v При точении инструмент из

нашивается по передней и задним поверхностям. На передней поверхности стружка выбирает лунку, а на задней образуется притертая к поверхности резания площадка без заднего угла. В начальный период образования лунки процесс резания облегчается в связи с увеличением переднего угла в этом месте. Однако по мере уменьшения расстояния f от края лунки до режущей кромки последняя ослабляется и разрушается. Площадка износа по задней поверхности кз с самого начала своего появления увеличивает трение и температуру нагрева режущей кромки, ухудшает чистоту обработки.

Износ инструмента можно замедлить уменьшением работы, затрачиваемой на деформацию срезаемого слоя и внешнего трения, что достигается правильным выбором режима резания, геометрии резца, его доводкой и применением смазывающе-охлаждающнх жидкостей.

Характер износа зависит от условий резания. При обработке сталей в зоне средних скоростей износ преимущественно происходит по передней поверхности, при очень низкой и высокой скорости — по задней. При резании хрупких металлов (чугун, твердая бронза) изнашиваются в основном задние поверхности инструмента.

Нарастание износа по времени можно разделить на три периода. В течение первого периода (отрезок OA) происходит приработка трущихся поверхностей» когда сглаживаются шероховатости, оставшиеся после заточки инструмента. Продолжительность этого периода можно сократить доводкой резца. Второй период (отрезок АВ) характеризуется нормальной (медленной) скоростью износа. Этот период наиболее продолжительный и состаоляет около 90—95% времени работы резца. Третий период — период усиленного износа, по достижении которого инструмент необходимо снять со станка для переточки. В противном случае для его восстановления заточкой понадобится срезать значительный слой металла, что намного сократит суммарную продолжительность работы инструмента.

Признаки предельно допустимого износа (критерия затупления), указывающие на необходимость переточки, зависят от характера выполняемой работы.

При черновой обработке, когда точность и чистота не являются конечной целью, допустимый износ практически определяют по следующим внешним признакам: появлению на поверхности резания блестящей полоски при обработке стали или темных пятен при обработке чугуна; резкому ухудшению чистоты обработанной поверхности; изменению формы и цвета стружки.

При чистовой обработке износ инструмента определяют по ухудшению чистоты и точности обработки ниже допустимых.

Время переточки можно также установить по допустимой ширине площадки Л8 по задней поверхности, величина которой привей- дится в справочниках. Например, для твердосплавных резцов при черновой обработке стали Лэ=1 —1,4 мм, при чистовой — Л3=0,4— 0,6 мм,

В массовом производстве допустимый износ ограничивают принудительной переточкой инструментов через определенные промежутки времени, соответствующие их стойкости.

Стойкостью резца называется время его непрерывной работы до затупления, т. е. между двумя переточками. Стойкость резца измеряется обычно в минутах. На стойкость резца влияют свойства обрабатываемого материала, материал резца, его углы и форма передней поверхности, скорость резания, площадь поперечного сечения среза, охлаждение.
Увеличение твердости или прочности обрабатываемого материала, а также способности его к наклепу понижает стойкость резца. Объясняется это тем, что твердый материал оказывает большое давление на резец, а с увеличением давления возрастают сила трения и количество выделяющегося тепла.
Стойкость резца в значительной степени зависит и от материала, из которого он изготовлен. Резцы лучше изготовлять из наиболее теплостойкого материала, который выдерживает большую температуру нагрева, не теряя при этом твердости. Для каждого материала резца существует своя наибольшая температура, при которой режущая кромка теряет твердость и быстро тупится.

На стойкость резца влияют его размеры: чем массивнее резец, тем лучше отводит он тепло от режущей кромки и, следовательно, тем больше его стойкость.
Особенно сильно влияет на стойкость резца скорость резания. Иногда даже самое незначительное увеличение скорости резания приводит к быстрому затуплению резца.