Файл: Вульф А.М. Резание металлов.pdf

лунки в виде светлой полосы, а на задней поверхности — узкая фаска износа. В первый момент стружка прямая, шпагообразная, а затем изогнутая и путаная. Но через некоторое время по мере углубления лунки на передней поверхности стружка завивается в спирали, сначала длинные, а затем все более короткие. Лунка постепенно углубляется и расширяется главным образом в на­ правлении движения стружки (рис. 96, а). Вдоль режущей кромки по задней поверхности непрерывно расширяется ленточка износа, а на передней поверхности суживается фаска. При этом стружка завивается в короткие спирали все уменьшающегося со временем диаметра, а затем сходит в виде связанных между собой дугооб­ разных элементов. Режущая кромка изнашивается неравномерно:

Рис. 98. Изменение ширины фаски и лунки износа на перед­ ней поверхности резца с различными передними углами

в первую очередь и наиболее интенсивно вырабатываются участки скоплений кобальтовой фазы и мелких разобщенных зерен WC. Через некоторое время режущая кромка частично выкрашивается (рис. 96, б), и стружка в форме бочкообразных элементов стреми­ тельно вылетает вверх от резца. Это признаки полного затупления резца. На обработанной поверхности замечаются прилипшие мелкие частицы. На рис. 97 показаны стружки, соответствующие различным этапам износа резца.

При скоростном точении стали твердосплавным резцом с по­ ложительным передним углом у = + 5 ° длина лунки с растет в обе стороны, в результате чего ширина фаски / уменьшается (рис. 98, кривые сг и Между тем у. резца с передним углом у = —35° фаска оставалась неизменной, т. е. лунка на передней поверхности резца удлинялась лишь в сторону движения стружки (кривые с 2 и / 2 ) . Это явление можно объяснить тем, что в процессе резания с увеличением угла резания наряду с повышением тем­ пературы напряженное состояние зоны резания наиболее при­ ближается к объемному сжатию и, следовательно, пластичность металла в зоне резания увеличивается. Вместе с этим, как из-

176

вестно, уменьшается угол сдвига, в связи с чем изменяется на­ правление стружки.

Рассмотренный процесс сопровождается как повышением на­ грузки, так и увеличением вибраций. Однако при образовании лунки, когда режущая кромка еще не разрушена, наблюдается обратное явление — станок работает легче, начавшиеся вибрации уменьшаются; с появлением лунки уменьшается фактический угол резания бф , стружка более плавно отходит (рис. 99). В этих усло­ виях облегчается образование устойчивого нароста, защищаю­

Надо заметить, что удары, вибрации, колебания нагрузок по различным причинам сильно ускоряют износ инструмента, осо­ бенно хрупкого, например твердосплавного и минералокерамического.

Перерывы в работе и связанное с этим частое врезание резца в обрабатываемую деталь также усиливают износ хрупкого ин­ струмента и тем интенсивнее, чем чаще происходит врезание (рис. 101). Для примера показаны кривые износа минералокерами-

что отрицательный эффект работы с перерывами вызывается не только механическими ударами при врезании, но и температурой режущей кромки, которая значительно ниже при работе с пере­ рывами. В последнем случае хрупкая режущая кромка подвер­ гается более частым тепловым ударам, вызывающим усиленный износ режущей кромки.

Следовательно, можно сделать вывод о целесообразности при­ менения твердых, но хрупких инструментов, например эльборовых,

177

керамических резцов при чистовом точении на больших перехо­ дах, когда требуется обеспечить точные размеры обрабатываемой детали.

При работе быстрорежущим резцом происходит обратное явление, так как перерывы в работе способствуют охлаждению и улучшению структуры резца. Кроме того, повышение стойкости быстрорежущих резцов при работе с перерывами объясняют и тем, что в этом случае на поверхности инструмента создаются адсор­ бированные пленки окислов, в результате чего уменьшается трение

Часто износ режущего инструмента происходит неравномерно вдоль режу­ щей кромки. Наблюдается усиленный износ у вер­

шины резца, а также на участке контакта режущей кромки с об­ рабатываемой поверхностью. Усиленный износ у вершины резца вызван более тяжелыми условиями работы (завал или повышенный радиус закругления режущей кромки, неблагоприятные угол резания и задний угол, повышенная температура). Усиленный износ режущей кромки на участке контакта с обрабатываемой поверхностью объясняется наклепом обрабатываемой поверх­ ности вследствие предшествующей обработки или наличием твер­ дой корки; ширина зоны усиленного износа может характеризо­ вать в известной мере толщину наклепанного слоя.

Большой интерес представляют явления, связанные с пласти­ ческой деформацией самого инструмента, наблюдающиеся при обработке вязких металлов с большими скоростями резания. В этих случаях развивается высокая температура резания, резко изменяется соотношение твердости стружки и инструмента, и последний теряет формоустойчивость.

178

На практике большое значение имеет установление целесооб­ разного критерия затупления режущего инструмента. Этот кри­ терий должен быть определен с учетом требуемой точности и чи­ стоты обработанной поверхности, рода инструмента, его геометрии

и материала. Было бы неправильно доводить затупление инстру­ мента до полного разрушения режущих кромок. Это не оправды­ вается ни экономическими, ни эксплуатационными соображе­ ниями. Устанавливается определенный условный критерий за­ тупления, по достижении которого инструмент перетачивается.

41. КРИТЕРИЙ ЗАТУПЛЕНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Критерий затупления удобно устанавливать для режущего элемента, истирание которого связано с технологическими фак­ торами, носит закономерный характер и практически доступно измерению. Этим условиям соответствует износ инструмента по задней поверхности. Например, графики износа быстрорежущих резцов (рис. 102) при обработке стали 45 (t — 2 мм, s = 0,1 мм/об), показывают резкое увеличение фаски износа, как только последняя достигает величины 1г3 = 0,5-^-0,8 мм. Следовательно, эта ве­ личина фаски износа и должна быть принята для данного случая в качестве критерия затупления, так как при дальнейшей работе наступит катастрофический износ со всеми нежелательными по­ следствиями.

На рис. 102 показано, что точки перегиба кривых располагаются тем ниже, чем больше скорость резания и, следовательно, быстрее начинается форсированный износ. Это явление, вполне закономер­ ное, вызвано возрастанием температуры резца с увеличением скорости резания. Отсюда вывод: при грубой обработке с крупной стружкой и малой скоростью резания допустимый износ задней грани может быть повышен. Так, по данным Н И Б Т Н [117] для

179