6.2 Развитие очагов износа на контактных площадках режущего инструмента
В зависимости от условий резания износ режущего инструмента может происходить: преимущественно по задней поверхности; преимущественно по передней поверхности; равномерно протекать как по передней, так и по задней поверхности.
Рис.6.4 Износ инструмента по задней поверхности
Износ режущего инструмента преимущественно по задней поверхности (рис.6.4) происходит при работе с малыми толщинами срезаемого слоя (а < 0,1 мм), особенно при обработке хрупких материалов. На задней поверхности инструмента образуется фаска износа h3. Очертания фаски износа в главной секущей плоскости (рис.6.4б) приблизительно копируют форму поверхности резания на заготовке.
Износ режущего инструмента преимущественно по передней поверхности происходит при работе с большими толщинами срезаемого слоя (а > 0,4 мм) на высоких скоростях резания, когда тепловой источник на передней поверхности значительно превышает тепловой источник на задней поверхности. Под действием сходящей стружки на передней поверхности образуется лунка износа шириной bл и глубиной hл (рис.6.5). Края лунки располагаются приблизительно параллельно главной режущей кромки инструмента, а длина лунки равна рабочей длине режущей кромки.
Равномерный износ инструмента происходит при его работе с толщинами срезаемого слоя 0,1 a 0,4мм. Особенно при обработке материалов, подвергающихся упрочнению.
Рассмотрим схемы износа твердосплавного и быстрорежущего инструмента (рис.6.6). Как видно из рис.6.6а, для инструмента из быстрорежущей стали между краем лунки и режущей кромкой имеется перемычка С. Наличие перемычки связано с наростом, предохраняющим часть передней поверхности от износа. По мере увеличения времени работы инструмента размер перемычки уменьшается и в какой-то момент времени прочность ее становится недостаточной и она «прорывается», что сопровождается резким увеличением износа инструмента по задней поверхности. Зависимость величины фаски износа быстрорежущего инструмента hз от времени его работы τ представлена на рис.5.6в. На данной зависимости можно выделить три участка: участок интенсивного износа или участок приработки – участок № 1, участок нормального износа – участок № 2 и участок катастрофического износа – участок № 3, вызванный "прорывом" перемычки.
Рис.6.5 Износ инструмента по передней поверхности
Твердосплавные инструменты работают на скоростях резания, при которых нарост не образуется. Поэтому при его износе край лунки сливается с режущей кромкой и перемычка отсутствует. При этом по мере работы инструмента происходит опускание вершины режущего клина инструмента (рис.6.6б). На кривой зависимости величины износа по задней поверхности от времени работы инструмента имеется только два участка – участок приработки и участок нормального износа (рис.6.6г).
Рис.6.6 Схема износа и зависимость износа от времени работы для
Твёрдосплавного(а, в) и быстрорежущего(б, г) инструментов
6.3 Критерии износа режущего инструмента
Выбрать критерий износа режущего инструмента – это значит определить время, когда его необходимо отдать на переточку. Используют два основных критерия износа: критерий оптимального износа и критерий технологического износа. В обоих критериях за основу принимают износ по задней поверхности, так как задняя поверхность инструмента изнашивается при любых условиях резания и измерение фаски износа hз значительно проще, чем глубины лунки износа по передней поверхности.
Критерий оптимального износа. Инструмент считается затупленным, когда величина износа по задней поверхности достигает значения, равного оптимальному износу. Под оптимальным износом понимается такой, при котором полный период стойкости режущего инструмента получается максимальным. Для определения оптимального износа строится зависимость полного периода стойкости ∑Т от изменения величины фаски износа (рис.6.7). Величина фаски износа по задней поверхности, при которой полный период стойкости будет максимален, и будет оптимальным износом.
Рис.6.7 Зависимость полного периода стойкости инструмента от