30.Погрешности обработки, связанные с размерным износом инструмента.

При резании металлов в результате трения стружки о переднюю поверхность инструмента и задних поверхностей этого инструмента о поверхности заготовки происходит износ инструмента, протекающий в виде истирания и удаления микрочастиц с поверхностей, а так же в виде микросколов и выкашивания режущей кромки. Трение и связанный с ним износ несколько отличаются от общего трения поверхностей деталей машин. Это отличие заключается в том, что здесь происходит трение между постоянно вновь образующимися «обновленными» поверхностями, которое протекает при больших давлениях, высоких температурах и на относительно малых поверхностях контакта.

Механизм износа инструмента при резании металлов очень сложен. Здесь имеет место абразивный, адгезионный (молекулярный) и диффузионный износ. Абразивный износ происходит в результате царапания, срезания микроскопических объемов материала-инструмента твердыми структурными составляющими обрабатываемого металла. Большое абразивное действие проявляет так же литейная корка и окалина на заготовках. Абразивный износ имеет место как правило при черновой обработке заготовок.

Адгезионный износ происходит в результате действия значительных сил молекулярного сцепления, прилипания, сваривания между материалами заготовки и инструмента, вызывающих при скольжении отрыв мельчайших частиц материала и инструмента.

Адгезионный износ имеет локальный характер и возникает на малых участках контакта поверхностей инструмента с поверхностями заготовки и стружки. В местах повышенных пластических деформаций и температур.

Диффузионный износ происходит в результате взаимного растворения обрабатываемого металла и материала-инструмента. Главным образом при обработке на высоких скоростях резания твёрдосплавным инструментом.

На износ инструмента влияют следующие факторы:

1. Физико-механические свойства обрабатываемого материала и материала-инструмента.

2. Состояние поверхностей и режущих кромок инструмента.

3. Состав и физико-химические свойства СОЖ.

4. Режимы резания.

5. Геометрические элементы режущей части инструмента.

6. Состояние станка

7. Жесткость системы СПИД и др. условия обработки.

Зависимость величины износа от времени можно представить следующим графиком.

Рис. Зависимость величины износа от времени.

1. Период приработки (начальный износ), в который происходит сильное истирание наиболее выступающих частей поверхности.

2. Период нормального износа. Износ с увеличением работы постепенно плавно возрастает.

3. Период повышенного (катастрофического) износа. Происходит резкое разрушение режущих кромок. Инструмент приходит в негодность. Задача рабочего - не допустить этого.

Большой износ инструмента приводит:

1. К увеличению сил резания, следовательно, возрастают упругие деформации системы СПИД.

2. Повышению температуры резания, соответственно возрастают температурные деформации элементов системы СПИД. Крогме того повышение температуры в зоне резания влияет на образование ожогов, структурные превращения, напряженное состояние и другие физико-механические свойства обрабатываемой поверхности.

3. Возрастанию шероховатости обработанной поверхности.

4. Снижению точности обработки.

5. Появлению вибраций и т.д.

Существует несколько критериев износа инструмента: силовой критерий, критерий блестящей полоски, силовой критерий (критерий Шлезингера), технологический критерий, критерий оптимального износа и ряд других. Уменьшить влияние износа инструмента на точность обработки можно путем повышения размерной стойкости инструмента за счет:

1. Правильного выбора материала инструмента в соответствии с условиями, видом и методом обработки, а так же физико-механическими свойствами материала заготовки.

2. Правильного выбора и назначения режимов резания.

3. Применение наиболее эффективных СОЖ и способов их подачи в зону резания.

4. Разработки и применение наиболее оптимальных циклов обработки и т.д.