Критерии износа режущего инструмента

Выбрать критерий износа режущего инструмента – это значит определить время, когда его необходимо отдать на переточку. Используют два основных критерия износа: критерий оптимального износа и критерий технологического износа. В обоих критериях за основу принимают износ по задней поверхности, так как задняя поверхность инструмента изнашивается при любых условиях резания и измерение фаски износа hз значительно проще, чем глубины лунки износа по передней поверхности.

Критерий оптимального износа. Инструмент считается затупленным, когда величина износа по задней поверхности достигает значения, равного оптимальному износу. Под оптимальным износом понимается такой, при котором полный период стойкости режущего инструмента получается максимальным. Для определения оптимального износа строится зависимость полного периода стойкости ∑Т от изменения величины фаски износа (рис.85). Величина фаски износа по задней поверхности, при которой полный период стойкости будет максимален, и будет оптимальным износом.

Рис.85 Зависимость полного периода стойкости инструмента от величины износа по задней поверхности

 

Критерий технологического износа. Данный критерий используется для режущего инструмента, предназначенного для чистовой (окончательной) обработки. Режущий инструмент считается затупленным, когда обработанная поверхность заготовки перестает отвечать технологическим требованиям, заданным на ее изготовление. К ним относятся требования по шероховатости и точности. Для определения величины износа по задней поверхности, соответствующего критерию технологического износа, строится зависимость параметра шероховатости обработанной поверхности Rа от времени работы инструмента (рис.86). При этом задаются величиной Rа, при превышении значения которой, инструмент отдают на переточку (например, по рис.86 при величине Rа, равной 3,2 мкм). Величина фаски износа по задней поверхности, соответствующая времени работы инструмента до заданного

параметра шероховатости, и будет соответствовать критерию технологического износа.

 

 

 

 

 

Рис.86 Зависимость высоты микронеровностей обработанной поверхностиот времени работы инструмента

 

Влияние различных факторов на износ и стойкость

режущего инструмента

Все факторы, действующие в сторону увеличения температуры резания, увеличивают износ инструмента и снижают период стойкости режущего инструмента.

Для инструмента из быстрорежущей стали повышение скорости резания вызывает монотонное снижение периода стойкости (рис.87,а, кривая 2). Это объясняется тем, что увеличение скорости резания ведет к росту интенсивности износа (рис.87, б, кривая 2).

Для инструмента из твердого сплава зависимость между скоростью резания и периодом стойкости имеет более сложный характер (рис.87,а, кривая 1). Период стойкости с увеличением скорости резания сначала уменьшается, затем увеличивается и вновь снижается. Наличие перегибов на данной зависимости связано с изменением интенсивности адгезионного износа (минимум периода стойкости на кривой Т = f (V)) и переходом адгезионного износа в диффузионный (максимум периода стойкости на кривой Т = f (V)).

Увеличение подачи и глубины резания (рис.88,а) повышает силы резания и количество образующейся теплоты, что ведет к росту температуры резания, увеличению износа инструмента и уменьшению его периода стойкости.

Из геометрических параметров на износ и стойкость режущего инструмента влияют передний угол, главный задний угол и главный угол в плане. Увеличение переднего угла снижает силы резания, количество теплоты и температуру резания. В результате износ инструмента снижается, а период стойкости возрастает. При дальнейшем росте угла γ массивность режущего клина снижается, что ведет к росту температуры резания, увеличению износа и снижению периода стойкости инструмента (рис.88,б). Влияние главного заднего угла α на величину износа и период стойкости инструмента аналогично влиянию переднего угла.

Увеличение главного угла в плане φ вызывает рост температуры резания. Это в свою очередь увеличивает износ инструмента и снижает его период стойкости (рис.89,а).

Рис.89 Влияние главного угла в плане φ (а) и инструментального материала (б)

на период стойкости инструмента

 

Влияние инструментального материала на период стойкости инструмента проявляется через его фрикционные и теплофизические свойства. Так, например, нанесение износостойких покрытий приводит к снижению коэффициента трения на передней поверхности, что вызывает уменьшение источника теплоты трения на передней поверхности и в конечном итоге увеличивает период стойкости инструмента (рис.89,б: кривая 1 – инструмент с покрытием, кривая 2 – инструмент без покрытия).