46) Износ режущего инструмента, его причины.

На хрупкое разрушение режущего клина большое влияние оказывает также число циклов нагружения, имеющих место при прерывистой обработке, и изменение напряжений при врезании и выходе режущего клина. С ростом числа циклов нагружения сни­жается усталостная прочность инструментального материала и увеличивается вероятность хрупкого разрушения режущего клина. Поэтому, например, при фрезеровании, для которого характерна прерывистая обработка с ударами, предельная толщина среза в 2...3 раза меньше, чем при точении.

Следует отметить, что кроме этих причин отрицательное влияние на прочность твердосплавных пластин оказывает также их переточка. Отсюда очевидными становятся преимущества СМП.

В процессе резания режущее лезвие иногда подвергается пла­стическому разрушению, которое выражается в пластической де­формации его вершины и опускании режущей кромки. У инстру­ментов из быстрорежущей стали пластическое разрушение прояв­ляется в виде скругления режущей кромки или ее оплавления при достижении предельной величины износа. У твердосплавных ин­струментов пластическая деформация режущего клина наступает под действием высоких температур резания и вибраций. Хотя твердые сплавы и считаются хрупким материалом, но уже в нор­мальных условиях работы они подвергаются явлению ползучести, которое усиливается с ростом температуры резания. Под действием больших нормальных давлений в районе режущей кромки проис­ходит ее опускание, сопровождающееся некоторым вспучиванием на передней и задней поверхностях.

Рис. 5.5. Пластическая деформация режущего клина из твердого сплава марки ВК6М при точении титанового сплава марки ВТ-6

(v = 60 м/мин, S = 0,47 мм/об, t = 2 мм)

На рис. 5.5, а показана увеличенная под микроскопом исходная форма режущего клина резца и этот же клин через 80 с (рис. 5.5, б) после начала резания титано­вого сплава твердосплавным резцом (А.И. Афонасов). Такое изме­нение формы клина приводит к тому, что его передний и задний углы принимают отрицательные значения. Это вызывает рост сил резания, интенсифицирует износ по передней и задней поверхно­стям, и в результате резание таким клином становится невозмож­ным. Аналогичная картина пластической деформации режущего клина имеет место при точении высоколегированных сталей, а также при строгании твердосплавными инструментами.

Пластическое разрушение режущего клина инструмента про­исходит и со стороны его задней поверхности и проявляется в виде течения с последующим срезанием тонких контактных слоев ин­струментального материала. Такое разрушение клина происходит под действием высокой температуры резания, вызывающей сни­жение прочности инструментального материала.

Износ режущего инструмента есть результат трения стружки о переднюю поверхность инструмента и его задней поверхности об обработанную поверхность. Это весьма сложный процесс, про­текающий при высоких температурных и контактных нагрузках. По сравнению с износом деталей в машинах при резании удельные давления выше в 300...400 раз, а температура – в 15...20 раз. Кро­ме того, при резании износ происходит на очень малых площадках контакта, верхние слои которых могут испытывать пластические деформации.

Многочисленные экспериментальные исследования, выпол­ненные как в нашей стране, так и за рубежом, позволили сформи­ровать определенные представления о физической природе износа режущих инструментов. Согласно этим представлениям различают четыре основных вида износа режущих инструментов: 1) механи­ческий; 2) адгезионный; 3) диффузионный; 4) химический (окис­лительный).