Износ режущего инструмента. Износ по задней поверхности и лункообразование.

Износ по задней поверхности. Это наиболее распространенный вид износа и, как показывает название, его величина (VB) измеряется по задней поверхности режущего лезвия. Основная причина такого вида износа - это абразивный механизм процесса изнашивания. Умеренный износ по задней поверхности характеризует оптимальный процесс обработки. При чистовой обработке при увеличении износа по задней поверхности ухудшается шероховатость обработанной поверхности, возрастает трение, количество выделяемого тепла, поскольку уменьшается задний угол. При черновой обработке увеличенный износ по задней поверхности, приводя к изменению геометрии, может вызвать вибрации, повышенное потребление мощности и повышает вероятность поломки режущей кромки.

Износ режущего инструмента. Пластическая деформация и наростообразование.

• Пластическая деформация. В ряде случаев высокая температура и давление могут привести к пластической деформации материала инструмента, когда вершина опускается и материал режущей части деформируется либо в направлении обработки, либо в направлении задней поверхности. Это приводит к увеличению трения и, соответственно, увеличению выделяемого тепла, изменяется геометрия режущей кромки, нарушается процесс формирования стружки, что создает критическую ситуацию для процесса резания. При чистовой обработке пластическая деформация приводит к ухудшению шероховатости обрабатываемой поверхности и вызывается недостаточной красностойкостью материала инструмента.

Показатели износа инструмента.

Каковы признаки того, что режущая кромка изнашивается тем или иным способом? Регулярные осмотры с помощью увеличительного стекла - важный способ изучения развития и вида износа, дающие основание для изменения одного или нескольких параметров операции.  1. Износ по задней поверхности следует измерять через определенные промежутки времени, в которые пластина реально участвовала в процессе резания, пока износ не достигнет допустимой величины. 2. Другим показателем износа инструмента является увеличение потребляемой мощности. Поэтому надо внимательно следить за показаниями прибора, измеряющего мощность. 3. 4. На чистовых операциях лимитирующими факторами являются шероховатость и точность обработанной поверхности. Выход размеров за поле допуска или ухудшение чистоты обработки свидетельствуют об износе режущего инструмента. 5. Образование заусенцев, особенно при обработке нержавеющей стали, говорит о затуплении режущей кромки. Чрезмерный износ по задней поверхности, нарост, пластическая деформация могут привести к затуплению режущей кромки и, соответственно, образованию заусенцев при обработке. 6. Усиление нагрева говорит об износе инструмента, в результате которого трение возрастает и выделяется большее количество тепла. 7. Выкрашивания и поломки инструмента могут быть замечены и без лупы. Они говорят о серьезных проблемах при резании, требуют анализа всех технологических параметров операции и, в первую очередь, жесткости. Вибрации могут послужить причиной плохого качества обработки, а также поломки пластины. Возникновение вибраций может быть вызвано целым рядом причин, поэтому устранить их бывает довольно сложно. 8,9. Цвета побежалости, неудовлетворительное формирование стружки являются следствием чрезмерного износа, в результате чего нарушается процесс распределения тепла между деталью, инструментом и стружкой, а также процесс стружкодробления. 10. Повышенный уровень шума служит верным признаком того, что есть какие-то нарушения в процессе обработки. Часто причиной шума являются вибрации, вызванные износом инструмента. Опытный оператор по звуку может определить, как идет процесс резания и не затупился ли инструмент. 11. Следы вибраций на обработанной поверхности, наряду с ухудшением чистоты обработки, свидетельствуют об износе инструмента. 12. Стойкость инструмента определяется периодом, в течение которого инструмент способен выполнять свои функции с достаточной надежностью при обработке деталей, удовлетворяющих предъявляемым требованиям. Вопрос предварительной оценки гарантированной стойкости инструмента особенно важен при обработке на станках с ЧПУ так как плановая замена инструмента в соответствии с гарантированной стойкостью позволит уменьшить вмешательство оператора в процесс обработки или даже запрограммировать прекращение обработки при достижении предельного износа. Чрезмерный износ инструмента При чрезмерном износе возможна поломка режущей пластины, опорной пластины, корпуса, обрабатываемой детали и даже элемента станка. Однако, самым неприятным последствием катастрофического износа являются частые непредвиденные простои оборудования для замены инструмента в случае его поломки, а в результате - снижение производительности. Правильно выбранный и применяемый инструмент позволяет достичь высокой производительности, использовать все потенциальные ресурсы и сделать любую операцию экономически эффективной. Высокая производительность гарантируется с высокой степенью надежности. 

Временные зоны износа инструмента:

период приработки, сильное истирание выступающих частиц поверхности

период нормального износа, износ увеличивается с увеличением времени работы

период повышенного износа

Жесткость и вибрации системы СПИД

Возникающие при резании нагрузки воспринимаются инструментом и приспособлением, в котором инструмент закреплен, а также деталью и приспособлением, в котором она установлена и закреплена. Возникающие нагрузки передаются приспособлениями на сборочные единицы (узлы) и механизмы станка, благодаря чему образуется замкнутая технологическая система станок- приспособление - инструмент - деталь (СПИД).

В процессе обработки детали сила резания не остается постоянной в результате действия следующих факторов: изменяется сечение срезаемой стружки, изменяются механические свойства материала детали; изнашивается и затупляется режущий инструмент; образуется нарост на передней поверхности резца и др. Изменение силы резания обусловливает соответствующее изменение деформаций системы СПИД, нагрузки на механизмы станка и условий работы электропривода, что приводит к колебаниям заготовки и инструмента. Характер изменения этих колебаний во времени называют вибрациями. Вибрации оказывают значительное влияние на условия обработки детали и зависят от жесткости системы СПИД, т. е. от способности системы препятствовать перемещению ее элементов под действием изменяющихся нагрузок. Жесткость системы СПИД является одним из основных критериев работоспособности и точности станка под нагрузкой.

Колебания при резании разделяют на вынужденные, причина возникновения которых - периодически действующие возмущающие силы, и автоколебания, которые не зависят от воздействия возмущающих сил. Источникам возмущающих сил являются неуравновешенные части станка (шкивы, зубчатые колеса, валы), выполненные с дефектом передаточные звенья, неуравновешенность обрабатываемой детали, неравномерный припуск на обработку и другие факторы.

Основными источниками возникновения автоколебаний являются следующие: изменение сил резания вследствие неоднородности механических свойств обрабатываемого материала; появление переменной силы резания в процессе удаления нароста с режущей части инструмента; изменение сил трения на поверхностях инструмента вследствие изменения скорости резания в процессе работы и др. На интенсивность автоколебаний оказывают влияние физико-механические свойства обрабатываемого материала, параметры режима резания, геометрические параметры инструмента, жесткость отдельных элементов и всей системы СПИД, зазоры в отдельных звеньях системы СПИД.

С увеличением скорости резания вибрации сначала возрастают, а затем уменьшаются. При увеличении глубины резания вибрации возрастают, а с увеличением подачи - уменьшаются. При увеличении главного угла j в плане (резца) вибрации уменьшаются, а при увеличении радиуса г скругления режущей кромки резца - возрастают. Износ резца по задней поверхности способствует возрастанию вибраций. Чем больше вылет резца из резцедержателя и чем меньше размеры державки резца в поперечном сечении, тем меньше жесткость системы СПИД, что приводит к увеличению вибраций станка, причем с повышением скорости, резания интенсивность влияния этих факторов на увеличение вибраций возрастает.

Зная причины возникновения вибраций, можно найти способы их уменьшения. Рациональными являются такие способы, с помощью которых можно значительно уменьшить вибрации станка, не снижая его производительности.

_______________________________________________