Если металлорежущий инструмент, участвующий в процессе обработки, имеет относительно небольшой износ, то радиальная составляющая и отжатие увеличиваются, отчего возникает погрешность в обработке. При этом отклонения от заданных размеров в процессе обработки могут обуславливаться не только износом лезвия инструмента, но и смещением образующей режущей кромки. Все это приводит к образованию погрешности размерного износа металлорежущего инструмента.
Об износе рабочих поверхностей инструмента можно узнать по образованию фаски на задней поверхности и лунки на передней поверхности. При этом ширина фаски и определяет допустимый износ:
- для чистовой обработки — не более полутора миллиметров;
- для черновой обработки — не более двух миллиметров.
Например, при механообработке вала инструментом с размерным износом деталь будет иметь несколько коническую форму. Причем, при дальнейшем резании наружных поверхностей эта конусность будет не просто повторяться, но и увеличиваться. Если речь идет об обработке отверстий, то его диаметр будет становиться все меньше.
В процессе обработки размерный износ постоянно увеличивается, непостоянной остается лишь скорость, с которой изменяется первоначальная геометрия режущего инструмента. Скорость изменения износа делится на три стадии:
- приработка заточенной режущей кромки — скорость износа достаточно высокая;
- нормальная скорость износа — данный этап наступает сразу после того, как инструмент приработался. Он характеризуется небольшой скоростью износа;
- катастрофический износ — для этой стадии характерно значительное ухудшение остроты инструмента, что вызывает интенсивное трение и повышение температуры. В результате, инструмент буквально сгорает, и дальнейшее его использование становится невозможным.
Факторы, влияющие на размерный износ инструмента
На машиностроительных предприятиях величина размерного износа определяется длиной пути, пройденной инструментом по металлу за конкретное время. Чтобы сопоставлять значения износа, вызываемого определенными условиями обработки, было проще, было введено понятие относительного износа (величина износа на 1000 мм пути).
На относительный износ оказывает влияние материал инструмента. Твердые сплавы (металлокерамика) обладают большей износостойкостью, чем быстрорежущие стали. Если рассматривать твердосплавный инструмент, то его характеристики определяются маркой инструментального сплава и обрабатываемостью металла, из которого выполнена заготовка. Лучший вариант для чистовой обработки — Т30К4, для черновой обработки подойдет и ВK4.
Износостойкость алмазных режущих кромок превосходит стойкость к износу твердых сплавов практически в десять раз.
Обрабатываемый материал также играет важную роль в износостойкости инструмента. К примеру, в процессе механообработки жаропрочных сталей инструмент будет изнашиваться намного быстрее, чем при обработке углеродистых сталей.
Режимы резания — еще один немаловажный критерий, оказывающий влияние на скорость износа металлорежущих инструментов. В большей степени это касается скорости обработки: чем она выше, тем больше износ режущей кромки. От глубины резания и подачи тоже зависит износостойкость инструмента, но не настолько сильно, как в предыдущем варианте. С увеличением глубины резания, к примеру, на 0,4 мм при чистовом точении размерный износ увеличивается максимум на 30 %.
Размерную стойкость инструмента способна повысить отменная заточка с последующей доводкой. Причем последнему процессу нужно уделять особое внимание при выполнении чистовых работ. Размерная стойкость составляет практически половину от общей стойкости металлорежущего инструмента.
В результате размерного износа габариты обрабатываемых деталей выходят за рамки предельно допустимых. При этом настройки оборудования нуждаются в восстановлении, а это означает их простой. Экспериментальным путем выявлено, что на восстановление настроек, вызванных размерным износом, уходит до 15 % рабочего времени. Другими словами, размерный износ инструмента оказывает воздействие на точность обработки и на производительность труда в целом.
Повысить размерную стойкость можно разными способами: использовать твердосплавные инструментальные материалы, улучшать заточку инструмента и его доводку, вести обработку на оптимальных режимах резания.
Перейти к списку статей >>
