Файл: Макаров, А. Д. Износ инструмента, качество и долговечность деталей из авиационных материалов учебное пособие.pdf

Обозначения те же, что и в выражении (2.8).

Линейный относительный износ является обратно пропор­ циональной величиной длины пути резания. По сравнению с дли­ ной пути резания линейный относительный износ — более удоб­ ная и ценная характеристика размерной стойкости инструментов,, ибо величина h0„не зависит от принятой величины критерия за­ тупления, в то время как длина пути резания является прямой функцией величины радиального износа, принимаемого в качест­ ве критерия затупления. Как отмечалось выше, когда исследует­ ся физическая сущность процесса износа вершины режущих ин­ струментов, линейный относительный износ является наиболееобъективным показателем износа. Однако если сравниваемые ин­

непригодными для проведения анализа вопросов, связанных с проблемой размерной стойкости инструментов.

Более объемлющими являются новые характеристики размер­ ной стойкости: скорость размерного износа, поверхностный от­ носительный износ и удельная размерная стойкость [3].

Под скоростью размерного износа Vh понимается скоростьукорочения инструмента в радиальном направлении в периоденормального износа, т. е.

■(3.2>

И

!Из выражения (3.2) следует, что'величина ии зависит от уровня

.применяемых скоростей резания и подач.

Поверхностным относительным износом называется радиаль­ ный износ инструмента, отнесенный к 1000 сма обработанной по­ верхности, т. е.

Как отмечалось выше, поверхностный относительный износ чис­ ленно совпадает с приведенным износом вершины резца, поэтому

Поверхностный относительный износ и удельная размерная

•стойкость могут быть использованы для сравнительной оценки размерной стойкости выбираемых режущих инструментов, для анализа точности и экономичности вариантов технологических процессов и режимов резания, а также для проведения расчетов точности обработки на металлорежущих станках и для конст­

руирования систем автоматического (программного) управления ■технологическими процессами. На проведение указанного анали­ за с использованием поверхностного относительного износа не ■накладывается никаких ограничений со стороны размеров обра­ батываемых деталей, допустимой величины износа инструмента -и элементов режима резания.

Оценка различных характеристик размерной стойкости дана :в табл. 3.1 [3], где знак + означает, что при сравнении режу­ щих инструментов или вариантов режима резания по данной характеристике должно соблюдаться равенство ограничивающих -факторов. Так, например, нельзя по величине площади обрабо­ танной поверхности делать заключение о преимуществах того

.или иного резца, если они были доведены до разной степени

.затупления.

Следует заметить, что в выражениях (3.1) — (3.4) вместо ра-

.диального износа hr можно использовать ширину фаски износа по задней поверхности у вершины резца h3B. С точки зрения -физики явления это практически ничего не изменяет (если при ■этом учесть геометрические параметры режущий части инстру­ мента). Однако тогда показатели размерной стойкости трудно

:22

Т а б л и ц а З.Ь

Характеристики размерной стойкости инструмента

будет связать с точностью обработки, так как между hr и /г3в. может не быть строгой пропорциональности (из-за пластическо­ го течения при износе, сколов и т. п.).

Геометрическая трактовка ^ОИ и Тур

Значения поверхностного относительного износа и удельной; размерной стойкости могут быть определены графически. Дляэтого необходимо кривую износа представить в координатах;

23-

«радиальный износ, мкм — площадь обработанной поверхности, <сж2», (рис. 3.1).

Пусть отрезок А В кривой износа соответствует зоне нормальлого износа. Тогда для определения hoa необходимо по оси абс-

.цисс в интервале, соответствующем нормальному износу, взять л масштабе отрезок CD, численно равный 1000 см2. Восстановить в точках С и D перпендикуляры до пересечения с кривой износа

щадь обработанной поверхности, соответствующая зоне нормальлого износа, больше или равна 1000 см2.

Факторы, влияющие на износ и стойкость режущих инструментов

Износ режущих инструментов представляет собой сложное ‘физическое явление, происходящее в тяжелых условиях трения: контактирующие поверхности инструмента и обрабатываемой

.детали скользят друг относительно друга при повышенных на-

.грузках, скоростях, температурах и достаточно высоком ваку­ уме, обеспечивающем ювенильность контакта.

•24

Контактирующие поверхности инструмента под воздействием сил трения могут разрушаться (изнашиваться) различным обра­ зом. Тот или иной вид разрушения зависит как от свойств тру­ щихся тел, так и от внешних условий, нагрузки, температуры и пр. Нагрузка и температура, а также скорость взаимного пере­ мещения контактирующих поверхностей в значительной мере опре­ деляют вид нарушения фрикционных связей [4, 5]. При скольже­ нии поверхностные слои нагреваются, в результате чего свойства их изменяются. В некотором интервале нагрузок и температур вид. нарушения фрикционных связей остается неизменным, типичным, для данных условий. В связи с этим оказывается возможным раз­ личать виды износа.

В настоящее время можно считать установленным, что режу­ щий инструмент в зависимости от условий резания подвергается, различным по природе видам износа — адгезионному, абразив­ ному, диффузионному, химическому и др. В зависимости от усло­ вий резания инструмент может подвергаться одновременно дей­ ствию различных видов износа или доминирующим может яв­ ляться один вид износа.

Одной из специфических особенностей трения и износа при резании является то, что одна из трущихся пар — обрабатывае­ мый материал — является заданной и заложена в конструкции из­ готовляемой детали.

Задача технолога заключается в подборе наиболее благоприят­ ной контрпары (инструментального материала) и создании таких условий контактирования (за счет регулирования прочих пара­ метров), чтобы износ инструмента был по возможности наимень­ шим, а показатели качества обработанной поверхности детали соответствовали поставленным требованиям.

Рассмотрим кратко некоторые факторы, влияние которых на условия контактирования при резании металлов и износ инстру­ ментов может быть существенным.

а) свойства обрабатываемого материала

Обрабатываемый материал является одной из трущихся пар, в значительной мере обусловливающей условия в зонах контакта с инструментом. В большинстве случаев этот материал не обла­ дает необходимыми антифрикционными свойствами, удовлетво­ ряющими требованиям эксплуатации готовой детали. Поэтому свойства обрабатываемых материалов оказываются зачастую (особенно в связи с внедрением новых высокопрочных легирован­ ных конструкционных материалов) неблагоприятными с точки зрения износа режущего инструмента.

Характерной особенностью трения при резании является так­ же и то, что обрабатываемый материал, будучи одной из трущих­ ся пар, приводится в местах контакта в пластическое состояние. В результате пластического деформирования и относительного'

25