Затупление режущих инструментов II
В основном по задней поверхности инструменты изнашиваются при обработке чугуна, бронзы и других металлов, дающих стружку надлома (так как такая стружка не вызывает существенного истирания передней поверхности), а также при обработке стали с тонкими стружками (толщина среза не более 0,1 мм) и низкими скоростями резания. Последнее относится к условиям работы протяжек, метчиков, зуборезных долбяков, фасонных резцов, некоторых типов фрез. Такое влияние толщины среза на вид износа объясняется тем, что при малой толщине давление обрабатываемого металла воспринимается главным образом округленной частью режущего лезвия и при этом возрастает относительное значение упругой деформации поверх (смесь цементита и феррита), в котором цементит имеет форму пластинок с острыми кромками, а меньшей — зернистый перлит, в котором цементит имеет форму округленных зерен.
Карбиды легирующих элементов, имеющиеся в высоколегированных сталях, играют такую же роль, как и цементит: чем больше карбидов и чем крупнее и острее их зерна, тем больше истирающая способность металла.
В основном по передней поверхности инструмент изнашивается тогда, когда стружка оказывает на эту поверхность сильное давление и температура резания высока, т. е. когда имеются условия для столь быстрого образования лунки, что износ по задней поверхности не успевает проявиться. Такому износу подвергаются только резцы из быстрорежущей стали при работе с высокой скоростью резания, сравнительно большой толщиной среза и без охлаждения. Но если при этих условиях применить обильное охлаждение эмульсией, то вследствие понижения температуры резания износ передней поверхности замедлится и еще до образования глубокой лунки становитсязаметным истирание задней поверхности. Одновременный износ инструментов по задней и по передней поверх ностям встречается при обработке вязких металлов наиболее часто. Оп характерен для резцов, оснащенных твердым сплавом, для сверл, зенкеров, торцевых и дисковых фрез и т. д. Критерий затупления инструмента. При изучении процесса затупления режущих инструментов обычно прибегают к графическому изображению закономерно стей нарастания величины износа за время работы инструмента, принимая за меру степени износа ширину истертой площадки на задней поверхности. Такие графики называются кривыми износа.
После того как износ инструмента достиг определенной величины, работу продолжать нельзя вследствие чрезмерного увеличения сил резания, ухудшения чистоты поверхности деталей, потери размеров и т. д. Такой инструмент считается затупленным и должен перетачиваться.
Признаки, по которым инструмент считают затупленным, т. е. предельно допустимая величина его износа называется критерием затупления, или критерием износа. Какова эта величина?
Если по характеру выполняемой операции не предъявляются особые требования к чистоте обработанной поверхности и точности размеров, то целесообразно доводить затупление до такой величины, при которой общий срок службы инструмента получается наибольшим. Такой износ называется оптимальным.
Общий срок службы инструмента равен произведению количества переточек, допускаемого при данной величине затупления, на стойкость, т. е. время работы, в течение которого это затупление образовалось. При износе, меньшем или большем, чем оптимальный, общий срок службы инструмента снижается. Таким образом, соблюдение оптимального износа обеспечивает наименьший расход режущих инструментов.
Оптимальный износ приблизительно соответствует точке кривой износа. Нетрудно видеть, дальнейшее продолжение работы нецелесообразно, так как уже при небольшом увеличении стойкости инструмента его затупление резко возрастает; иногда обработка одной — двух лишних деталей приводит к необходимости удалять при заточке слой инструментального материала, в несколько раз превышающий нормальный.
Во многих случаях оптимальный износ не может служить критерием затупления, так как решающую роль приобретают соображения не экономические, а технологические. Это относится, в частности, ко всем чистовым (окончательным) операциям, при выполнении которых применяются так называемые технологические критерии затупления. Они заключаются в том, что момент затупления инструмента определяется по какомулибо технологическому признаку, например, когда чистота обработанной поверхности перестает удовлетворять техническим условиям или когда размеры детали выходят за пределы допуска, вследствие износа резца в радиальном направлении (увеличение диаметра при наружном точении или уменьшение при растачивании). Стойкость инструментов, определяемая моментом потери требуемых размеров обработки, называется размерной стойкостью. Высокая размерная стойкость особенно важна для отделочных инструментов, применяемых на станках автоматических линий.
Этим величинам затупления обычно сопутствуют следующие признаки:
у резцов при точении стали—появление блестящей полоски на поверхности резания; при работе твердосплавными резцами полоска окрашена в желтый цвет;
у резцов при точении чугуна — появление черных чешуек на поверхности резания;
у сверл — появление характерных звуков, напоминающих визг и хруст;
у фрез — сильные дрожания и ухудшение чистоты обработанной поверхности.