Изнашивание инструмента

Интенсивность размерного износа режущего инструмента зависит от материала, условий механического изнашивания режущей части инструмента, режимов резания и геометрии инструмента и других факторов.

Механическим изнашиванием материала называют разрушение его поверхностного слоя в результате силового воздействия со стороны движущейся относительно его внешней среды.

Для обеспечения требуемой точности при чистовой обработке наибольшее значение имеет размерный износ инструмента (в направлении перпендикулярном обрабатываемой поверхности).

Новый инструмент (или после переточки) в первоначальный момент времени, т. е. в период приработки имеет интенсивный износ. Затем он изнашивается с меньшей интенсивностью и при длительной работе наступает катастрофический износ. Однако обычно замену инструмента проводят до наступления этапа катастрофического износа, так как критерием его затупления являются технологические факторы (точность и качество обрабатываемых поверхностей). Влияние времени обработки t на износ инструмента и представлено на рис. 5.

Рисунок 5 - Зависимость износа инструмента от времени его работы

Следует учитывать, что режущий инструмент подвергается износу по известному закону, однако допустимое для данной операции значение износа (и_g) может быть задано заранее исходя из технологических требований (точности или качества поверхностного слоя), что значительно снижает суммарную стойкость инструмента. При определенном износе режущих кромок инструмента проводится восстановление его режущих свойств сменой режущих кромок (на неперетачиваемых пластинах) или путем переточки. В некоторых случаях возможно восстановление заданных технологических характеристик путем нескольких подналадок инструмента за период его стойкости между переточками (l₁, l₂;… l_п).

На значение и форму износа режущей части инструмента оказывают влияние материал инструмента, заготовки, снимаемый припуск, вибрации, температура, СОЖ, режимы резания и множество других факторов.

Влияние материала обрабатываемой заготовки на форму износа режущей части инструмента представлено на рис. 6.

Рисунок 6 - Износ режущего инструмента:

а - при точении хрупких металлов; б – при чистовом точении конструкционных сталей; в - при точении труднообрабатываемых материалов

Смазочно-охлаждающая жидкость оказывает существенное влияние на износостойкость режущего инструмента и качество обрабатываемых поверхностей и особенно при создании оптимальных условий ее подачи в зону обработки (рис. 7).

Рисунок 7 - Влияние СОЖ при резании металлов

Размерный износ режущего инструмента является систематической погрешностью и непосредственно сказывается на размере обрабатываемой детали.

Например, удельный размерный износ на 1000 м пути резания для резцов
с пластинами Т15К6 при обработке углеродистой стали составляет 5...7 мкм, а при обработке легированной стали 9... 10 мкм.

Удельный износ инструмента зависит от обрабатываемого материала, режимов резания, материала и геометрии режущей части инструмента и его конструкции, метода обработки и др.

Значительное влияние на износ инструмента (и) оказывают силы резания и жесткость технологической системы (j _с). Влияние жесткости технологической системы на износ резца представлено на рис. 8.

Рисунок 8 - Влияние жёсткости технологической системы на износ резца

Обычно при оценке сил резания, оказывающих существенное влияние на стойкость инструмента, используют такие параметры, как подача S, глубина резания t и углы в плане φ. Следует учитывать, что углы в плане режущих инструментов различны в каждом конкретно рассмотренном случае. Сечение стружки, т. е. её толщина а и ширина в часто являются более объективными показателями процесса.

Влияние величины износа у разных инструментов проявляется не одинаково, соответственно и их заточку проводят с учетом специфики технологических условий обработки заготовок и конструкции инструмента. Например, при износе внутренних протяжек их заточку проводят равномерно по передней грани, при износе наружных протяжек - по задней грани. Неравномерный износ или съем металла при заточке может вывести из строя внутреннюю протяжку. Восстановление режущих свойств наружных протяжек осуществляется значительно проще.

Учет технологических и конструктивных особенностей и возможностей методов обработки, а также их постоянное совершенствование позволяет достигать все более высоких точностных показателей. В табл. 3 представлены примеры усредненных значений технологических возможностей различных методов обработки.

Таблица 3

	Метод обработки	Достигаемый при данном методе квалитет точности
	Черновое точение и растачивание Получистовое точение Чистовое точение и растачивание Тонкое точение и растачивание Черновое фрезерование Чистовое фрезерование Сверление Протягивание отверстия Зенкерование Черновое развертывание Чистовое развертывание Чистовое шлифование Тонкое шлифование Хонингование Суперфиниширование Притирка Доводка	ITl 1-IT13 IT12—IT 14 IT8-IT10 IT5-IT8 IT 12—IT 14 IT8-IT12 IT9-IT13 IT6-IT10 IT8-IT13 IT8-IT9 IT5-IT7 IT6-IT7 IT5-IT6 IT4-IT5 IT4-1T5 1T4-IT5 IT3-IT4