Геометрия износа инструмента

Степень влияния отдельных параметров процесса резания на износ инструмента различна. Интенсивность износа отдельных рабочих поверхностей инструментов различна: она зависит от многих факторов, а прежде всего, от физико-механических свойств инструментального и обрабатываемого материалов, параметров режима резания и условий обработки.

Типичные виды износа режущих инструментов приведены на рис.15.

Рис.15. Виды износа режущих инструментов

При обработке деталей из чугуна, бронзы, латуни и других хрупких материалов образуется стружка надлома, которая мало скользит по передней поверхности. В этом случае с наибольшей интенсивностью изнашивается главная задняя поверхность инструмента (рис.8, а). Аналогичная картина наблюдается и при резании пластичных металлов в тех случаях, когда обработка ведется с толщиной среза, не превышающими 0.15 мм, например при чистовом точении, развертывании, цилиндрическом фрезеровании. В случае из-за значительной усадки стружки путь ее трения о переднюю поверхность инструмента получается существенно меньше пути трения задней поверхности инструмента о заготовку.

Превалирующий износ передней поверхности инструмента имеет место при обработке пластичных металлов быстрорежущими и твердосплавными инструментами практически в двух случаях (рис.8.б). При обработке деталей из пластичных металлов с малой или средней для данного инструментального материала скоростью резания и толщиной срезаемого слоя от 0.1…0.2 мм до 0.1…0.6 мм с примерно одинаковой интенсивностью изнашивается переднюю и заднюю поверхности инструмента (рис.8.в). При таком характере износа ширина участка передней поверхности между лункой и режущей кромкой, постепенно уменьшается с двух сторон и прочность режущего лезвия понижается.

Кинетика износа

На основании многочисленных исследований установлена зависимость величины износа инструмента от времени (рис.16).

Рис.16. Зависимость износа от времени

Участок I – это первый период, его называют период приработки. На протяжении этого периода происходит сравнительно быстрое истирание шероховатостей на контактных поверхностях инструмента. В целях сокращения периода приработки и повышения износоустойчивости инструмента, соответствующей заточкой и последующей доводкой добивается получения минимальной шероховатости его рабочих поверхностей.

Участок II – период нормальной работы инструмента, на протяжение которого интенсивность изнашивания инструмента уменьшается. С увеличением времени износ нарастает с более или менее постоянной интенсивностью.

Участок III – период ускоренного износа инструмента (катастрофический износ). Этот период работы инструмента характеризуется существенным повышением температуры резания, возрастанием площадей фактического контакта инструмента со стружкой и обрабатываемой деталью, возникновением схватывания, свариванием инструментального и обрабатываемого металла и т.д.

Наибольший интерес с практической точки зрения представляет второй период. Очевидно, нужно стремится к созданию таких условий работы инструмента, при котором продолжительность нормальной работы увеличивается, а период приработки уменьшается. Величину износа инструмента, соответствующей точки “В” перегиба кривой износ-время резания, считают критическим, после которого использование инструмента не целесообразно.