МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Лабораторная работа №15

Определение зависимости размерного износа резца от пути резания

Волгоград

2011

Определение зависимости размерного износа резца от пути резания . Метод. Указ. К лабораторной работе №15

Сост / Н.А.Положенцев

Волгоград . ВолгГТУ , 2011 г. – 17 с

В инструкции к лабораторной работе №15 изложены цель и содержание работы , теория вопросов , методика проведения экспериментами , обработка данных , содержание отчета и контрольные вопросы .

Ил. 4 .Табл 1. Библиогр. 5 назв.

1 Цель работы

1) Изучение физической природы износа, механизмов износа.

2)Определение зависимости размерного и относительного износа резца от пути резания.

2. Содержание

2.1 Определить размерный износ резца.

2.2 Определять относительный износ резца в зависимости от пути резания (при постоянной скорости резаная).

3. Природа износа .Механизмы износа

В зависимости от обрабатываемого материала, от температурных и деформационных условий в зоне резания, от величины силовых воздействий и ряда других факторов износ инструмента может обу­словливаться различными причинами и протекать по разным механиз­мам. Принято считать что существуют следующие механизмы износа:

1. адгезионно-усталостный;

2. диффузионный;

3. окислительный;

4. абразивный.

3.1. Адгезинно-усталостный износ

При условии существования внешнего трения при взаимодейст­вии обрабатываемого и инструментального материала в процессе реза­ния между ними происходит непрерывный процесс возникновения и раз­рыва пятен или "мостиков" охватывания, т.е. имеет место процесс установления и разрыва адгезионных связей, под адгезионным износом инструмента понимают отрыв силами адгезии мельчайших частиц инст­рументального материала и в процессе его взаимодействия с обрабаты­ваемым. Высокие давления и непрерывное движение химически чистых (ювенильных) поверхностей обрабатываемого материала и инструмента благоприятствуют адгезии. Размеры адгезионных пятен колеблют­ся от нескольких микрометров до сотых долей миллиметра. Каждая точка контакта поверхности инструмента подвергается многократному воздействию касательных напряжений. Поэтому разрушение контактных площадок инструмента носит (циклический) ,усталостный характер, а такой вид износа называют адгезионно-усталстным.

3.2. Диффузионный износ

При высоких температурах резания, когда взаимодействие инструментального материала с обрабатываемым характеризуется установлением устойчивых постоянных адгезионных связей по всей действительной поверхности инструмента, износ инструмента имеет диффу­зионную природу. Диффузионный износ подразумевает взаимную диффузию инструментального и обрабатываемого материала. При этом про­текает два процесса: проникновения компонентов обрабатываемого материала в связующую фазу твердых сплавов, ее разупрочнение, ослабление связей, удерживающих карбидные зерна в твердом сплаве, и дальнейший износ, а также растворение карбидных зерен (преиму­щественно карбидов вольфрам. ) в обрабатываемом материале. Высокие температуры, большие пластические деформации и устой­чивая адгезия в зоне контакта при высоких скоростях резания в си­льной степени способствуют диффузионному взаимодействию инструментального и обрабатываемого материалов . Существование диффузионных процессов при их определяющая роль в износ инструмента при резании с скоростей экспериментально доказана с помощью своевременно высокочувствительной аппа­ратур(микрорентгеноопектральные анализаторы).

3.3. Окислительный износ

Гипотеза окислительного изнашивания основывается на извест­ном факте коррозии твердых сплавов при их нагреве в среде воздуха. Известно, что при температуре 600-700 °С кислород воздуха вступа­ет в химическую реакции с кобальтовой фазой твердого сплава и карбидами вольфрама. Продуктами окисления кобальтовой фазы и кар­бидов вольфрама являются окислы СО3О4 WO3 . Твердость продуктов окисления в 0-60 раз ниже твердости твердого сплавов. В результате окисления ослабляются связи между зернами карбидов и связке. Это создает благоприятные условия для вырывания карбид­ных зерен из сплава при взаимодействии с обрабатываемым материалом .

3.4.Абразивный износ

При трении поверхности резания о заднюю грань и стружки о пе­реднюю поверхность твердые микрокомпоненты обрабатываемого материала царапают инструментальный материал, разрушая его. Такими абра­зивными, царапающими включениями в обрабатываемых материалах могут быть зерна цементита, карбиды кремния, сложные карбиды, интерметаллиды, некоторые окислы и бориды. Все эти соединения сохранили высокую твердость даже при высоких температурах резания. Контактные поверхности инструмента могут также царапать частицы периоди­чески разрушающегося нароста, твердость которого значительно пре­вышает твердость обрабатываемого материала. Абразивное воздействие на инструмент могут оказывать также зерна карбидов вольфрама и сложных титановольфрамовых карбидов, которые вырываются из твердо­го сплава под действием диффузионных или адгезионных процессов ,а затем, перемещаясь вдоль контактных поверхностей, царапают их.

Все абразивные включения, приводящие к абразивному износу, имеют твердость, как правило, не превышающую твердость зерен кар­бидов в твердом сплаве. Поэтому под абразивным износом твердосплавного инструмента подразумевают либо царапание связующей кобальто­вой фазы, либо выцарапавание с поверхности инструмента объёмов кобальтовой фазы совместно с карбидными зернами.