3.3. Виды и причины износа. Способы его снижения

В процессе эксплуатации режущая часть инструмента подвергается действию высоких усилий резания, сил трения между поверхностями и кромками инструмента, заготовки, стружки. В результате превращения работ сдвиговых, пластических, упругих деформаций в тепловую энергию поверхности в зоне формообразования разогреваются, что еще больше усложняет условия эксплуатации инструмента. Деформационные и тепловые явления в зоне резания приводят к разупрочнению поверхностей инструмента и заготовки, интенсифицируются процессы их диффузионного, адгезионного химического взаимодействия, окисление в результате действия высоких (до 1000^оС) температур.

Все эти факторы являются причинами проявления различных видов износа, который усложняет условия резания, приводит к нарушениям (отклонениям) формы и размеров поверхностей, чистоты обработки и других технических требований по точности и качеству. В конечном итоге износ достигает критической величины, при которой отклонения по качественным показателям превышают допустимые и дальнейшую обработку производить недопустимо.

Критический износ соответствует периоду времени (период стойкости) в течение которого обработанная поверхность соответствуют всем техническим требованиям и показателям качества.

Различают следующие основные виды износа: абразивно-механический, диффузионный, адгезионный, микрорастрескивание, пластическая деформация, сколы, катастрофическое разрушение (излом).

Абразивно-механический износ – возникает в результате истирающего действия микрочастиц (абразива) материалов заготовки и инструмента попадающих между ними в зазоры, а также истирающего действия от сил трения самих контактирующих поверхностей. Проявляется в виде образования фаски износа (f) по задней поверхности и притупления по радиусу при вершине инструмента. Допускаемая величина фаски износа измеряется в мм (мкм) и может принимать значения от f=0,1 мм. до 0,8 мм. (в зависимости от вида обработки). Образование фаски износа является неизбежным явлением при обработке и подлежит контролю, причем чаще всего контролируется не сама величина фаски, а погрешности и отклонения размеров, формы, шероховатости и т.д. на обработанной поверхности.

Диффузионный износ – появляется в результате размягчения поверхности заготовки под действием высоких температур, перехода (приближения) к предплавильному состоянию. «Полужидкие» слои материалов заготовки и инструмента перемешиваются (диффундируют), взаимодействуют друг с другом и постепенно уносятся с передней поверхности. Одним из проявлений диффузионного износа является образование лунки износа.

Адгезионный износ – результат температурного и химического взаимодействия, «схватывания» материалов заготовки и инструмента и периодического отрывания образующихся наростов.

Микрорастрескивание – результат ударных, прерывистых нагрузок при резании, либо недостаточной ударной вязкости, пластичности и прочности материала инструмента. Микротрещены постепенно сливаются и вырастают в магистральную трещину, что приводит к образованию сколов, т.е. существенному изменению геометрии режущей части и снижению качества обработки.

Пластическая деформация – нарушение формы при вершине когда режущий клин и материал режущей кромки инструмента в виде вязко-пластичного течения – результат недостаточной прочности и твердости материала инструмента.

Катастрофическое разрушение в виде излома – мгновенное, единовременное разрушение режущего клина в виде крупных кусков.

В обобщенном виде основные виды износа, их причины и способы предотвращения, либо снижения представлены в таб. 3.1.

Таблица 3.1

Виды износа, причины его возникновения и методы устранения.

Проблема:	Причина				Устранение
Износ по задней поверхности, проточины	а) Быстрый износ по задней поверхности, ухудшающий чистоту обработки или вызывающий выход размера за пределы поля допуска. b/с) Образование проточин, вызывающих снижение чистоты обработки и увеличение вероятности поломки режущей кромки.		а) Слишком большая скорость резания или недостаточная износостойкость. а) Слишком низкая подача. b/с) Обрабатываемый материал упрочняется в процессе резания. b/с) Работа по корке		Уменьшить скорость резания Выбрать более износостойкую марку сплава. Увеличить подачу. Уменьшить скорость резания Выбрать более прочную марку сплава. Увеличить скорость резания.
	Выкрашивания режущей кромки, приводящие к увеличению шероховатости и чрезмерному износу по задней поверхности.		Слишком хрупкая марка твердого сплава. Геометрия пластины не обеспечивает достаточной прочности. Наростообразование		Выбрать более прочную марку сплава. Выбрать пластину с более прочной геометрией. Увеличить скорость резания или выбрать пластину с положительной геометрией. Уменьшить подачу при врезании.
Окончание табл. 3.1.
	Мелкие перпендикулярные режущей кромке трещины, ведущие к ее выкрашиванию и низкой чистоте обработки.		Термические трещины образуются при резких изменениях температуры вследствие: - Прерывания процесса резания. - Непостоянства подвода СОЖ		Выбрать более прочную марку сплава с лучшим сопротивлением термическому удару. Охлаждение должно быть обильным и непрерывным или отсутствовать.
	Нарост ухудшает чистоту обработанной поверхности и ведет к выкрашиванию режущей кромки в момент его срыва. Низкая чистота обработки.		Обрабатываемый материал налипает на пластину, образуя нарост из-за: - Низкой скорости резания. - Небольшой подачи. - Отрицательного переднего угла на режущей кромке		Увеличить скорость резания. Увеличить подачу. Выбрать положительную геометрию пластины.
Низкая чистота обработки		Слишком большая подача. Плохое базирование пластин. Деформация. Низкая жесткость.		Уменьшить подачу. Добиться стабильного положения. Проверить вылет. Уменьшить скорость резания
Вибрации		Неправильные режимы резания. Низкая жесткость.		Увеличить скорость резания. Увеличить подачу. Изменить глубину резания. Уменьшить вылет. Повысить жесткость.