Показатели надежности инструмента

Показатели надежности инструмента и механизм изнашивания лезвия.

Изнашивание - сложный физико-механический процесс отделения от лезвия частиц материала. В зависимости от величины отделяемых частиц различают:
1. скол - разрушение за пределами контакта лезвия с обрабатываемым материалом (величина отделяемых частиц составляет от нескольких десятых долей до нескольких мм);
2. выкрашивание - разрушение в пределах контакта лезвия с обрабатываемым материалом (величина отделяемых частиц составляет от нескольких сотых долей до нескольких десятых долей мм);
3. истирание - разрушение и отделение частиц материала, размеры которых сопоставимы с высотой неровностей поверхности лезвия.

Скол лезвия возможен лишь при недопустимо малом угле заострения лезвия, ошибке в выборе марки инструментального материала или значительных его дефектах. Такие дефекты могут возникать при грубых нарушениях режимов заточки и термообработки инструмента.

Вероятность выкрашиваний лезвия существенно выше.
Истирание является результатом сложного процесса механического и физико-химического взаимодействия рабочих поверхностей лезвия с обрабатываемым материалом к примеру ножи к деревообрабатывающим станкам

В соответствии с теорией “усталости” металла: лезвие рассматривается как жесткое тело, а обрабатываемый материал как пластическое тело. Их контакт является дискретным, реализующимся только на максимальных выступах шероховатой рабочей поверхности лезвия. Каждый такой выступ находится в сложном напряженном состоянии: перед ним существует зона растяжения, а за ним - сжатия. В результате относительного перемещения трущихся поверхностей возникает многократно повторяющийся знакопеременный цикл нагружения материала на поверхности лезвия. С каждым циклом в поверхностном слое накапливаются повреждения, ослабляющие инструментальный материал и приводящие в итоге к отделению выступа.

Интенсивность изнашивания истиранием зависит главным образом от величины нормального давления на контактирующих поверхностях, механических свойств обрабатываемого и инструментального материалов, шероховатости поверхности лезвия и коэффициента трения лезвия по обрабатываемому материалу.

При взаимодействии с обрабатываемым материалом, особенно при высоких скоростях резания и прерывистых процессах, лезвие нагревается неравномерно. Это служит причиной циклических термических напряжений, которые, суммируясь с механическими напряжениями от сил резания, увеличивают интенсивность изнашивания лезвия. Нагрев лезвия выше температуры теплостойкости приводит к разупрочнению инструментального материала.

Для уменьшения интенсивности истирания лезвия следует применять инструментальные материалы, соответствующие свойствам обрабатываемого материала и режимам резания по прочности, твердости, теплостойкости и стойкости к химическому воздействию. Важную роль играет исходная шероховатость рабочих поверхностей лезвия, формируемая при заточке.

!!!!!Чем более затуплен инструмент, тем ниже его режущая способность и хуже оценочные параметры процесса резания: увеличиваются силы и мощность резания, температуры в зоне резания, вибрации, шероховатость обработанной поверхности, погрешности размеров обработки.!!!!!

Основная характеристика надежности - наработка лезвия к моменту отказа, характеризующаяся продолжительностью или объемом работы. Наработка до отказа, выраженная временем резания, называется периодом стойкости. После отказа инструмент обычно подлежит восстановлению путем заточки или замены отказавшего лезвия. Состояние лезвия, характеризующееся невозможностью или нецелесообразностью его восстановления, называют предельным. Наработка от начала резания новым лезвием до достижения им предельного состояния - ресурс лезвия.

Составной режущий инструмент (с неразъемным соединением лезвий с корпусом инструмента), достигший предельного состояния, может быть подвергнут ремонту, при этом удаляются остатки пластин инструментального материала, затачиваются места под лезвия и на корпусе путем пайки, сварки или склеивания закрепляются новые пластины. Их профилируют, затачивают и отремонтированный инструмент снова можно использовать.

Необходимо сделать вывод о том, что решающее влияние на стойкость лезвия оказывают:
1.правильный выбор инструментального материала,
2. правильный выбор режимов термической обработки