Теплообразование при резании металлов
Тепловые деформации. В процессе работы станка появляется ряд источников теплообразования. Источниками теплообразования являются подшипниковые узлы, направляющие быстро перемещающихся рабочих органов, гидравлические приводы, зона резания. Теплообразование приводит к непосредственному нагреву деталей станка, обрабатываемой детали и режущего инструмента, находящихся в зоне теплообразования. Масло, используемое в системе гидропривода и в системе смазки, переносит тепло из зоны теплообразования к другим деталям станка. Нагрев деталей станка может также происходить под действием внешних источников тепла, не связанных со станком.
Нагрев деталей станка приводит к изменению их размеров, что может вызвать изменение взаимного расположения рабочих органов станка, установленного в процессе настройки. Процесс нагрева протекает постепенно, благодаря чему взаимное расположение рабочих органов станка изменяется во времени. Изменение взаимного расположения рабочих органов прекращается по достижении теплового равновесия. Если процесс обработки детали протекает в течение длительного периода времени, то постепенное изменение размеров отдельных деталей СПИД , вызванное тепловыми деформациями, может привести не только к появлению погрешностей размеров обрабатываемой детали, но и искажению формы обрабатываемой поверхности. При малой длительности процесса обработки возникают только погрешности размеров, которые проявляются при обработке партии деталей на настроенном станке.
Рис. 1. Погрешности при тепловых деформациях.
Так как тепло, выделяемое источниками теплообразования, распространяется постепенно по объему нагревающихся деталей, то нагрев этих деталей происходит неравномерно, что приводит к искажению формы этих деталей, в результате чего также возникают погрешности в размерах и форме обрабатываемой детали.
В качестве примера рассмотрим процесс изменения положения бабки шлифовального круга, возникающий вследствие тепловых деформаций. Перемещение бабки осуществляется с помощью винта, смонтированного в опоре, жестко связанной со станиной. В процессе теплообразования в первую очередь происходит нагрев винта, обладающего малой тепловой инерцией. При удлинении винт, закрепленный в опоре, смещает бабку влево. Нагрев станины благодаря большой тепловой инерции происходит медленно, поэтому в первый период смещение подшипника вправо, происходящее вследствие теплового удлинения станины, оказывает небольшое влияние на суммарное смещение бабки, которое в этот период направлено влево. Удлинение станины продолжается после достижения теплового равновесия винта и в этот период направление суммарного смещения бабки изменяется.
Следует заметить, что влияние указанного смещения на погрешность размеров обрабатываемой детали может быть полностью устранено при использовании для ограничения перемещений шлифовальной бабки измерительных приборов, контролирующих размер обрабатываемой поверхности.
Неравномерный нагрев станины, происходящий вследствие выделения тепла маслом, используемым в гидросистеме, приводит к искривлению направляющих продольного стола, при этом стрела прогиба в приведенном случае достигала трех микрон. Искривление направляющих может вызвать искажение формы обрабатываемой детали.
Характер тепловых деформаций определяется общей конструкцией станка, расположением источников теплообразования, интенсивностью теплообразования. Для уменьшения тепловых деформаций в конструкции станка может быть предусмотрена система охлаждения, в частности теплообменники для охлаждения масла, источники теплообразования могут быть вынесены за пределы станины или установлены на теплоизолирующие прокладки. Для компенсации температурных деформаций в отдельных случаях в конструкцию вводятся температурные компенсаторы.
Нагрев обрабатываемой детали и режущего инструмента также приводит к погрешностям размеров, а в отдельных случаях и формы обрабатываемой поверхности. Размеры детали, измеренные сразу же после обработки, когда деталь находится в нагретом состоянии, больше размеров, измеренных после охлаждения детали до нормальной температуры. Удлинение резца при наружной обточке на токарном станке приводит к уменьшению диаметра обрабатываемой детали.
Уменьшение погрешностей, возникающих вследствие нагрева обрабатываемой детали и режущего инструмента, достигается применением интенсивного охлаждения. В ряде случаев возможные искажения учитываются при настройке станка и для их компенсации вводятся соответствующие поправки. Так, например, на прецизионных станках для обработки точных винтовых поверхностей имеются коррекционные устройства, которые позволяют ввести необходимую поправку в шаг обрабатываемой винтовой поверхности. Для устранения влияния тепловых деформаций прибегают также к предварительному разогреву станка в процессе длительной работы на холостом ходу.
Износ режущего инструмента. Износ режущего инструмента вызывает изменение взаимного расположения режущего инструмента и обрабатываемой детали, установленного в процессе настройки. Так как величина износа изменяется во времени, то при интенсивном износе и длительном времени обработки постепенное изменение взаимного расположения режущего инструмента и обрабатываемой детали может привести к изменению формы обрабатываемой поверхности. При малой длительности процесса обработки происходит постепенное изменение размеров деталей одной партии, последовательно обрабатываемых на настроенном станке.
Особенно сильно сказывается на точность износ кругов шлифовальных станков. В целях устранения влияния износа на погрешности размеров обрабатываемых деталей на шлифовальных станках широко используется метод ограничения рабочих ходов в функции размеров обрабатываемых деталей, которые контролируются активными измерительными приборами.
Для уменьшения влияния износа на погрешности размеров обрабатываемых деталей на ряде станков используются системы автоматической подналадки. В системах автоматической подналадки производится контроль размеров каждой очередной обрабатываемой детали или контроль износа инструмента. При выходе отклонений за пределы установленного допуска подается сигнал подналадки, которая осуществляется смещением соответствующих рабочих органов на величину, компенсирующую износ. В системах автоматической подналадки осуществляется также автоматическая смена режущего инструмента.
Понятие о тепловых процессах при резании. Баланс тепла при резании
При резании металлов в зоне отделения стружки выделяется значительное количество теплоты. Тепловое состояние системы резец - стружка-деталь оказывает существенное влияние на изнашивание инструмента, на качество обработанной поверхности, на процесс трения и т.д. Изучение условий теплообразования и теплоотвода в зависимости от различных параметров процесса резания имеет большое практическое значение и позволяет: управлять теплонапряженностью процесса резания металла; выбирать материал режущей части инструмента; рекомендовать рациональные геометрические параметры режущего инструмента; задавать параметры режима резания.
Количество тепла, выделяемого в процессе резания (Q , Дж) складывается из:Q=QД+QТП+QТЗ
Расположение источников тепла представлено на рис. 1. Тепло деформации Qд образуется в зоне сдвигов по плоскости сдвигов; тепло трения Qтп на передней поверхности – в пределах площадки контакта между стружкой и инструментом шириной С1; тепло трения Qтзна задней поверхности – в пределах площадки контакта между поверхностью резания и инструментом (шириной С2).
Образовавшееся тепло распространяется из очагов его образования к более холодным местам, распределяясь между стружкой Qс , резцом Qи, деталью Qдет и окружающей средой Qос. При этом имеет место равенство – уравнением теплового баланса:QД+QТП+QТЗ=QС+QИ+QДЕТ+QОС,
На процентное распределение тепла в правой части равенства (4) главное влияние оказывают механические и теплофизические свойства обрабатываемой детали и скорость резания.
Факторы, оказывающие влияние на количество тепла, выделяющегося при резании. Влияние тепла на процесс резания
Обрабатываемый материал
На температуру резания влияют механические характеристики обрабатываемого материала (предел прочности, твердость и т.д.) и его теплопроводность. Чем выше предел прочности и твердость металла заготовки, тем больше температура резания.
Скорость резания
С ростом скорости резания увеличивается количество выделяющейся теплоты.
Подача
С ее увеличением возрастает составляющая силы резания Pz и, следовательно, количество выделяющейся теплоты.
Глубина резания
С увеличением глубины резания возрастает общее количество теплоты, так как увеличивается составляющая силы резания Pz. Однако при этом увеличивается и длина активного участка режущей кромки, отводящей теплоту в тело резца. Прирост температуры резания становится незначительным.
Передний угол γ
Исследования показывают, что оптимальная величина переднего угла зависит от физико-механических свойств обрабатываемого материала. Обычно для прочных обрабатываемых материалов рекомендуются меньшие, а в некоторых случаях отрицательные передние углы.
Главный угол в плане φ
При увеличении этого угла увеличивается толщина сечения среза: a=S*sinφ, a – толщина срезаемого слоя,, φ – главный угол в плане
Это приводит к уменьшению коэффициента усадки стружки, касательной составляющей силы резания Pz и количества выделяемого тепла. Однако при увеличении j уменьшается массивность режущего клина и активная часть режущей кромки, от чего ухудшаются условия теплоотвода. Последний фактор является преобладающим, и при увеличении главного угла в плане температура резания повышается.
Износ резцов, механизм износа.
При резании металлов в результате трения стружки о переднюю поверхность резца и задних поверхностей резца о поверхности заготовки происходит износ резца, протекающий в виде истирания и удаления микрочастиц с поверхностей, а также в виде микросколов (выкрашивания) режущей кромки.
Здесь происходит трение между постоянно вновь образующимися «обновленными» поверхностями, кот-е протекает при больших давлениях, высоких температурах, и на относительно малых поверхностях контакта.
Механизм износа очень сложен. Здесь имеют место абразивный (царапание – срезание микроскопических объемов материала инструмента твердыми структурными составляющими обрабатываемого металла), адгезионный (молекулярный – молекулярное сцепление м-ду материалами заготовки и инструмента, вызывающих отрыв мельчайших частиц материала инструмента) и диффузионный (взаимное растворение обрабатываемого металла и материала инструмента) износы.
В зависимости от материала заготовки и резца, элементов режима резания, геометрических элементов режущей части резца и других условий обработки резцы изнашиваются по-разному, например:
· при резании хрупких металлов (чугуна, бронзы) резцы изнашиваются в основном по задней поверхности независимо от материала резца (по передней пов-ти износ только при высоких скоростях).
· при резании вязких металлов на малой скорости резания изнашивается в основном задняя поверхность.
Тепловые явления при резании металлов
При снятии стружки вся работа резания превращается в эквивалентное количество теплоты. Теплообразование оказывает значительное влияние на процесс резания. С одной стороны, оно облегчает деформирование материала срезаемого слоя, вследствие чего уменьшается интенсивность изнашивания инструмента и повышается качество обработанной поверхности. С другой стороны, повышение температуры до 800. 1000 °С вблизи режущей кромки инструмента приводит к изменению структуры и физико-механических свойств его материала, что обусловливает потерю режущей способности инструмента.
Механическая энергия, затрачиваемая на деформирование, разрушение и трение, переходит в тепловую, и только небольшая ее часть накапливается в виде потенциальной энергии искаженной
решетки материала в зоне деформирования. В первом приближении количество выделяющейся в единицу времени теплоты можно подсчитать по следующей формуле:
где Рг — сила резания, Н;v—скорость резания, м/с.
Теплота образуется в результате упругопластического деформирования в зоне стружкообразования, трения стружки о переднюю поверхность инструмента и заготовки о задние поверхности (рис. 21.12, а). Тепловой баланс процесса резания можно выразить в следующем виде:
фд + фц.п+ Q,.n= Чс + ?3аг +?и +?окр.
 |
гдеQr— количество теплоты, выделяющееся при упругопласти- ческой деформации обрабатываемого материала; (?п п — количество теплоты, выделяющееся при трении стружки о переднюю поверхность инструмента; Q3„ — количество теплоты, выделяющееся при трении задних поверхностей инструмента о заготовку; С — количество теплоты, отводимое стружкой; q3&T— количество теплоты, отводимое заготовкой;q„— количество теплоты, отводимое инструментом; q0Kp— количество теплоты, отводимое в окружающую среду.
Рис. 21.12.Тепловые явления:а— тепловой баланс процесса резания; б— влияниеv, S, t на температуру инструмента
В зависимости от технологического метода и условий обработки со стружкой уносится 25. 85 % всей выделившейся теплоты, заготовкой — 10. 15, инструментом — 2. 8 %. Наибольшее влияние на температуру инструмента оказывают скорость, подача и глубина резания (рис. 21.12, б). С повышением скорости
резания температура растет, но чем выше скорость резания, тем медленнее повышается температура, так как при высоких скоростях большее количество тепла отводится стружкой, уменьшаются пластические деформации и силы резания. С увеличением подачи и глубины резания температура инструмента также несколько возрастает, однако необходимо учитывать, что с увеличением глубины резания увеличивается протяженность контакта между инструментом и деталью, что уменьшает приток тепла на единицу длины режущего лезвия.
С уменьшением переднего угла у увеличивается сила резания и, следовательно, температура резания. С уменьшением угла в плане ф удлиняется активная часть режущей кромки и за счет этого улучшается теплоотвод.
| а |
 |
| Р.-Р. |
| 850 800 |
| 400 500 600 |
| Рис. 21.13.Температурное поле резца и стружки: а — на передней поверхности; б — в главной секущей плоскости |
| б |
Кроме температуры необходимо знать температурное поле в зоне резания. Под температурным полем понимается совокупность различных значений температур во всех точках определенного участка деформированного слоя или инструмента в определенный момент. На рис. 21.13 приведены изотермы температурного ноля резца и стружки при точении без охлаждения резцом из твердого сплава Т14К8 стали ШХ15 (и = 80 м/мин; t= 4,1 мм; S = 0,5 мм/об). Как видно из рисунка, наибольшая температура у места контакта стружки с передней поверхностью инструмента.
Применение смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС) способствует снижению температуры резания, увеличению стойкости инструмента, улучшению качества обработанной поверхности и снижению силы резания. СОТС оказывают благоприятное действие на процесс резания, поскольку:
□ уменьшают коэффициент трения между контактирующими поверхностями;
□ облегчают процесс деформации срезаемого слоя металла;
□ снижают силы резания;
□ понижают температуру в зоне резания, охлаждая инструмент и поверхность детали;
□ уменьшают температурные деформации деталей в процессе обработки.
В зависимости от технологического метода обработки, свойств обрабатываемого материала и инструмента, а также режимов резания используют различные виды СОТС: твердые, жидкие, пластичные и газообразные.
К твердым СОТС относятся: неорганические материалы (тальк, слюда, графит, бура, нитрид бора, дисульфиды молибдена, вольфрама и титана, сульфат серебра); органические соединения (мыло, воск, твердые жиры); металлические пленочные покрытия (медь, латунь, свинец, олово, барий, цинк).
К смазочнб-охлаждающим жидкостям (СОЖ) относятся: водные растворы минеральных электролитов, эмульсий; минеральные, животные и растительные масла с добавками фосфора, серы и хлора (сульфофрезолы); керосин и растворы поверхностно-активных веществ в керосине; масла и эмульсии с добавками твердых смазывающих веществ; расплавы металлов, солей и других веществ. СОЖ получили наибольшее применение в машиностроении.
К пластичным СОТС относятся густые мазеобразные продукты, которые получают путем загущения минеральных и синтетических масел.
К газообразным СОТС относятся воздух, азот, двуокись углерода, кислород, пары поверхностно-активных веществ, распыленные жидкости.
Выбор СОТС в каждом конкретном случае зависит от технологического метода и режима обработки, а также физико-механических свойств обрабатываемого и инструментального материала. При черновой и получистовой обработках, когда требуется эф
фективное охлаждающее действие среды, применяют водные растворы электролитов и поверхностно-активных веществ, масляные эмульсии. При чистовой обработке применяют чистые и активированные минеральные масла. Под влиянием высоких температур и давлений эти вещества образуют на поверхности заготовок соединения (фосфиды, хлориды, сульфиды), снижающие трение. При обработке хрупких материалов (чугун, бронза) твердосплавным инструментом в качестве СОТС используют газы (сжатый воздух, углекислый газ).
| а |
1 От яяпоса  Рис. 21.14.Способы подвода СОТС в зону резания: а — на поверхность инструмента; б — внутреннее охлаждение |
Эффективность действия СОТС зависит от способа подвода их в зону резания. Наиболее распространенной является подача эмульсии через сопло на переднюю поверхность инструмента под давлением 0,05. 0,2 Па (рис. 21.14, а). Этот метод требует большого расхода жидкости (10. 15 л/мин). Более эффективно высоконапорное охлаждение, когда жидкость подают тонкой струей под давлением 1,5. 2 МПа со стороны задних поверхностей инструмента (расход жидкости приблизительно 0,5 л/мин;). Если подвод жидкости в зону резания затруднен, например при сверлении, то применяют внутреннее охлаждение инструмента (рис. 21.14, б), для чего в нем делают каналы, по которым прокачиваются СОТС.
Тепловыделение при резании металлов
Одним из физических процессов, сопровождающих стружкообразование и разрушение конструкционного материала резанием, является тепловыделение. Практически вся механическая работа, затрачиваемая на срезание припуска с заготовки, превращается в теплоту. Полное количество теплоты Q, выделяющейся в единицу времени, можно определить из выражения, Дж/с,
Теплота генерируется в результате упругопластического деформирования материала заготовки в зоне стружкообразования, трения стружки о переднюю поверхность лезвия инструмента, трения задних поверхностей инструмента о поверхность резания и обработанную поверхность заготовки (рис. 3.5.1). Тепловой баланс процесса резания можно представить тождеством, Дж:
где Qд - количество теплоты, выделяемой при упругопластическом деформировании обрабатываемого материала; Qnn - количество теплоты, выделяемой при трении стружки о переднюю поверхность лезвия инструмента; Qзn - количество теплоты, выделяемой при трении задних поверхностей инструмента о заготовку; Qс - количество теплоты, отводимой стружкой; Qзаг _ количество теплоты, отводимой заготовкой; Qи - количество теплоты, отводимой режущим инструментом; Qл - количество теплоты, отводимой в окружающую среду (теплота лучеиспускания).
В зависимости от технологического метода и условий обработки стружкой отводится 25 . 85 % всей выделившейся теплоты; заготовкой 10 . 50 %; инструментом 2 . 8 %. Количественное распределение теплоты зависит главным образом от скорости резания (рис. 3.5.2).
Рис. 3.5.1. Источники образования и распределения теплоты резания
Теплообразование отрицательно влияет на процесс резания. Нагрев инструмента до высоких температур 800 . 1000 °С вызывает структурные превращения в металле, из которого он изготовлен, снижение твердости инструмента и потерю режущих свойств. Нагрев инструмента вызывает изменение его геометрических размеров, что влияет на точность размеров и геометрическую форму обработанных поверхностей. Например, при обтачивании цилиндрической поверхности на токарном станке удлинение резца при повышении его температуры изменяет глубину резания, и обработанная поверхность получается конусообразной. Нагрев заготовки вызывает изменение ее геометрических размеров. Вследствие жесткого закрепления на станке заготовка деформируется. Температурные деформации инструмента, приспособления, заготовки и станка снижают качество обработки.
Рис. 3.5.2. Распределение теплоты резания в зависимости от скорости резания
Погрешность формы обработанных поверхностей возрастает из-за непостоянства температурного поля по объему заготовки в процессе обработки (рис. 3.5.3, а), и после охлаждения обработанной заготовки возникают дополнительные погрешности обработанной поверхности (рис. 3.5.3, б). Температурные погрешности следует учитывать при наладке станков. Для определения погрешностей необходимо знать температуру инструмента и заготовки или количество теплоты, переходящей в них (см. рис. 3.5.2).
Тепловые явления при резании и их влияние на износ инструмента
С динамикой резания металлов и неметаллических поверхностей связаны многочисленные тепловые преобразования. При изучении термодинамических процессов, происходящих при срезании поверхностных слоев режущим инструментом, выявлено, что большая часть выполняемой работы направляется на теплообразование (около 90%). При выполнении операций резания наблюдается определенная специфика преобразования механической работы инструмента в тепло, причем тепловые затраты разделяются в определенных процентных соотношениях:
- На поддержание процессов деформирования поверхности резания и снятия стружки уходит до 80% энергии (работы).
- Трение, возникающее на передней и задней гранях при продвижении режущего инструмента, отнимает почти 20 % работы резания.
Учитывая, что практически вся работа преобразуется в тепловую энергию – как было указано выше, на теплоотдачу ее уходит около 90% – это оказывает серьезное влияние на ускоренный износ инструмента и чистоту получаемой поверхности. Разделение полученного тепла происходит в определенных соотношениях:
- на нагрев стружки – около 70%;
- на нагрев инструмента – до 20%;
- на нагрев поверхности резания – до 10%;
- около 1 % уходит в атмосферу.
Учитывая, что теплообразование в процессе резания является фактором, снижающим качество выполнения операций, изучению причин, влияющих на выход тепла в зоне резания, и их оптимизации, необходимо уделять серьезное внимание.
Наиболее заметно на процессы образования тепла и повышение температуры в зоне резания влияют:
- качество обрабатываемых материалов;
- выбор характеристик процесса резания;
- геометрия резцов;
- способы охлаждения (выбор СОЖ).
Для обработки материалов повышенной твердости и прочности, затрачивается значительно больше энергии, что ведет за собой и увеличение температуры в зоне резания, которая может достигать 1100 °С (в условиях особой сложности выполнения работ). Ускорение процесса обработки, в том числе увеличение подачи инструмента, также приводит к значительному повышению количества тепла в зоне обработки. Наибольшее влияние на температурные показатели оказывает повышение одного из основных показателей – скорости резания.
Нельзя не учитывать влияние угловых характеристик резания: уменьшая φ (главный угол в плане) и δ (угол резания) и увеличивая ρ (радиус скругления режущей кромки), можно снизить температуру в зоне обработки. Важное значение имеет использование СОЖ. Все эти нюансы следует учитывать при определении технологических параметров обработки деталей – это способствует оптимизации температурных значений и, соответственно, улучшению качества выполнения работ.
В зоне резания происходят сложные физические процессы, сопровождающиеся выделением большого количества тепла. Здесь, в условиях повышенных температур, наблюдается одновременное действие сил трения, давления инструмента на поверхность заготовки, в результате которых происходит ускоренный износ режущих кромок и граней инструмента.
Под воздействием происходящих в зоне резания процессов инструмент изнашивается вследствии:
- Абразивного износа, возникающего за счет воздействия срезаемых слоев металла, превращающихся в стружку. Мелкие частицы стружки срезают частицы металла с граней инструмента, что особенно заметно при работе на низких скоростях резания.
- Возникновения адгезии (адгезионного износа) происходит на молекулярном уровне из-за высокой температуры (до 900 °С), в результате мгновенного схватывания и отрыва с металлических поверхностей заготовки и инструмента микрочастиц, что ведет за собой образование «кратеров» – мельчайших выемок. Величину адгезии можно значительно уменьшить, подобрав инструмент с высокой твердостью режущей части.
- Диффузионного износа – взаимного проникновения и растворения микрочастиц детали и инструмента. Для развития этого процесса нужна температура в промежутке от 900 до 1200 °С, достаточная чтобы начался и развивался процесс растворения микрочастиц, что ведет к нарушению физико-химических свойств режущих частей инструмента вследствие изменения их химического состава. На адгезионный износ оказывает существенное влияние обрабатываемый материал – наличие в нем легирующих компонентов (таких элементов как молибден, титан, вольфрам, хром) и углерода значительно увеличивает диффузионные процессы, одновременно уменьшая износостойкость инструмента. Решающее влияние также принадлежит скорости резания.
Существует понятие технологического (допустимого) износа h режущего инструмента, при котором инструмент не обеспечивает выполнения заданных параметров по чистоте и допусков по точности обработки деталей. Основным параметром для оценки износа резца является износ hз по задней поверхности (рис. 1, а). Существуют специальные таблицы, в которых регламентируется допустимый износ резцов по задней поверхности. Так, применение резцов с твердосплавными вставками ограничивается износом hз от 1,0 до 1,4 мм для чернового резания стальных деталей, для чистовой обработки hз составляет 0,4-0,6 мм. Износ задней грани резцов усиливается при обработке чугуна и стали на небольших скоростях и небольшой толщине среза – до 1,5 мм.
Рис. 1. Геометрические формы износа резца:
а – износ по задней и передней поверхностям: hз – износ по задней поверхности; hп - износ по передней поверхности; α – главный задний угол; б – лунка износа по передней поверхности; hл – глубина лунки износа; в – полный, или катастрофический, износ по передней поверхности; г – скругление режущей кромки: ρ – радиус скругления режущей кромки
На переднюю поверхность hп резцов, при работе с заготовками из стали, оказывают воздействие такие экстремальные факторы как:
- повышенная скорость резания;
- толщина срезаемого слоя более 5 мм;
- отказ от применения СОЖ.
В таких случаях температура в зоне резания повышается, а на передней грани резца появляются все увеличивающиеся лунки, свидетельствующие о приближении катастрофического износа инструмента (Рис.1, в).
Важным критерием износа является и постоянно увеличивающееся скругление (радиус ρ) режущей кромки. Можно отметить, что чаще всего все факторы износа появляются практически в одно и то же время.
Наиболее уязвимой является наружная часть задней поверхности сверла и перемычка, на которую в большей степени воздействует повышенная температура при сверлении, особенно при повышенных скоростях обработки особо твердых материалов. Быстрорежущие сверла имеют предел износа hз менее 1,1 мм, сверла с твердосплавными вставками 0,4-1,3 мм (при обработке стали). Для чугуна, соответственно – 0,5-1,2 мм; 0,4-1, мм. При выборе сверл большого диаметра значения hз увеличиваются. Передняя поверхность резания подвергается износу особенно сильно при операциях глубокого сверления.
Рис. 2. Геометрические формы износа сверла:
hз – износ по задней поверхности; hл - износ по ленточке; hп - износ по передней поверхности; hц – износ цилиндрического участка; hк – износ конического участка
Под стойкостью подразумевается свойство инструмента сохранять технические возможности работать в соответствии с заданными параметрами резания. Периодом стойкости является промежуток времени между переточками. Основными факторами, способствующими снижению стойкости инструмента, являются:
Достаточно увеличить скорость резания на 50%, чтобы стойкость инструмента понизилась на 75%. Схожее воздействие оказывает и подача, увеличив которую в полтора раза, можно понизить стойкость инструмента почти на 60%.
Читайте также: