Точение

Износ и стойкость режущего инструмента.

В процессе резания передняя поверхность резца трется о стружку, главная задняя о поверхность резания, а задняя вспомогательная об обработанную поверхность детали. Под влиянием трения поверхности изнашиваются, и он теряет свои режущие свойства.

При черновой обработке наблюдается износ, как по передней, так и по задней поверхности резца, а при чистовой обработке – по задней поверхности. Кроме того, для каждого вида обработки (точение, фрезерование, сверление) существуют свои характерные особенности износа режущего инструмента.

Характер износа	Последствие износа
Износ по задней поверхности	Быстрый износ по задней поверхности вызывает ухудшение качества обработанной поверхности и/или выход размера за пределы поля допуска
Лункообразование	Лункообразование по передней поверхности вызывает ослабление режущей кромки
Наростообразование	Приводит к снижению качества обработанной поверхности и ведет к выкрашиванию режущей кромки во время срыва нароста
Выкрашивание	Небольшие выкрашивания режущей кромки снижают чистоту обработки и приводят к увеличению износа по задней поверхности
Образование термотрещин	Мелкие трещины, перпендикулярные режущей кромки, вызывают ее Выкрашивание и ухудшение чистоты обработанной поверхности
Пластическая деформация Опускание режущей кромки Вдавливание задней поверхности	Приводит к плохому стружкодроблению и к ухудшению качества обрабатываемой поверхности. Повышает риск возникновения интенсивного износа по задней поверхности, что может привести к поломке инструмента

 

Методы устранения чрезмерного износа инструмента.

 

Проблема	Метод устранения
Уменьшить скорость резания	Увеличить скорость резания	Уменьшить подачу	Увеличить подачу	Уменьшить глубину резания	Увеличить глубину резания	Выбрать более износостойкую марку сплава	Выбрать более прочную марку сплава	Выбрать меньший радиус при вершине
Износ по задней поверхности	Х						Х
Образование проточин	Х						Х
Лункообразование по передней поверхности	Х		Х				Х
Пластическая деформация	Х		Х				Х
Наростообразование		Х
Образование небольших трещин перпендикулярных режущей кромке								Х
Мелкие выкрашивания режущей кромки		Х						Х
Поломка пластины			Х		Х			Х
Длинная витая стружка				Х		Х			Х
Вибрации	Х			Х	Х				Х

 

У твердосплавных резцов в большинстве случаев наблюдается износ по задней поверхности, что оказывает влияние на точность обработки. В качестве предельного износа принимают наибольшую допустимую ширину изношенной площадки на главной задней поверхности резца.

Из графика видно, что в начальный период работы режущего инструмента происходит его повышенный износ. Время работы инструмента на этом участке непродолжительно, а путь резания обычно не превышает 1000 м. Второй период характеризуется нормальным износом инструмента. Путь резания на этом участке достигает 30000 м. Третий период связан с быстрым износом инструмента. Через короткий промежуток времени его режущая кромка разрушается. По мере износа режущего инструмента размер обрабатываемой заготовки изменяется, а чистота поверхности ухудшается.

 

Средние величины допустимого износа инструмента:

Типы резцов	Обрабатываемый материал	Характер обработки	Материал резца
Проходной, подрезной и расточной резец	Стали углеродистые и легированные	Черновая	1,0-1,4	1,5-2,0
Чистовая	0,4-0,6	1,5-2,0
Стали жаропрочные и нержавеющие	Черновая	1,0	1,0
Чистовая	1,0	1,0
Чугун	Черновая	0,8-1,0	-
Чистовая	0,6-0,8
Отрезной и прорезной	Сталь	-	0,8-1,0	0,8-1,0
Чугун	-	0,8-1,0	1,5-2,0
Резьбовой	Сталь	Черновая	0,8-1,0	-
Чистовая	0,3-0,4	0,3
Чугун	Черновая	1,0	-
Чистовая	1,0	-
Фасонный	Сталь	-	-	0,4-0,5

 

Стойкостью резцов называется время его непрерывной работы при заданных режимах резания до установленной величины износа. Стойкость режущего инструмента зависит от многих факторов – от его формы, свойств обрабатываемого материала, подачи и др. но наибольшее влияние на стойкость оказывает скорость резания, что выражается формулой:

 

где Т – период стойкости резца, мин;

v – скорость резания, м/мин;

С – постоянный коэффициент, зависящий от качества материала резца и обрабатываемого материала, глубины резания и других факторов;

m – показатель относительной стойкости резца.

Величина показателя относительной стойкости колеблется в пределах от 0,1 до 0,3. При повышении скорости резания резко уменьшается. Режимы резания как правило выбираются такими, чтобы период стойкости резца был в пределах 30 – 60 мин. Такой период стойкости в большинстве случаев наиболее экономически выгоден, однако могут возникнуть такие условия при которых более выгодным окажется другой период стойкости.