Определение зависимости размерного износа резца от пути резания: Методические указания к лабораторной работе № 15

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Лабораторная работа №15

Определение зависимости размерного износа резца от пути резания

Волгоград

2011

Определение зависимости размерного износа резца от пути резания . Метод. Указ. К лабораторной работе №15

Сост / Н.А.Положенцев

Волгоград .ВолгГТУ , 2011 г. – 17 с

В инструкции к лабораторной работе №15 изложены цель и содержание работы , теория вопросов , методика проведения эксперимента , обработка данных , содержание отчета и контрольные вопросы .

Ил. 4 .Табл 1. Библиогр. 5 назв.

1. Цель работы

1)  Изучение физической природы износа, механизмов износа.

2) Определение зависимости размерного и относительного износа резца от пути резания.

2. Содержание

2.1 Определить размерный износ резца. 

2.2 Определять относительный износ резца в зависимости  от пути резания (при постоянной скорости резаная).

3. Природа износа . Механизмы износа

В зависимости  от обрабатываемого материала, оттемпературных и деформационных условий в зоне резания, от величины силовыхвоздействий и ряда других факторов износ инструмента может обусловливаться различными причинами и протекать по разным механизмам. Принято считать что существуют следующие механизмы износа:

адгезионно-усталостный;

1)  диффузионный;

2)  окислительный;

3)  абразивный.

3.1. Адгезинно-усталостный износ

При условии существования внешнего трения при взаимодействии обрабатываемого и инструментального материала в процессе резания между ними происходит непрерывный процесс возникновения и разрыва пятен или"мостиков" охватывания, т.е. имеет место процесс установления и разрыва адгезионных связей, под адгезионным износом инструмента понимают отрыв силами адгезии мельчайших частиц инструментального материала и в процессе его взаимодействия с обрабатываемым. Высокие давления и непрерывное движение химически чистых (ювенильных) поверхностей обрабатываемого материала и инструмента благоприятствуют адгезии. Размеры адгезионных пятен колеблются от нескольких микрометров до сотых долей миллиметра. Каждая точка контакта поверхности инструмента подвергается многократному воздействию касательных напряжений. Поэтому разрушение контактных площадок инструмента носит (циклический) , усталостный характер, а такой вид износа называют адгезионно-усталстным.

3.2. Диффузионный износ

При высоких температурах резания, когда взаимодействие инструментального материала с обрабатываемым характеризуется установлением устойчивых постоянных адгезионныхсвязей по всей действительной поверхности инструмента, износ инструмента имеет  диффузионную природу. Диффузионный износ подразумевает взаимную диффузию инструментальногои обрабатываемого материала. При этом протекает два процесса: проникновения компонентов обрабатываемого материала в связующую фазу твердых сплавов, ее разупрочнение, ослабление связей, удерживающих карбидные зерна в твердом сплаве, и дальнейший износ, а также растворение карбидных зерен (преимущественно карбидов вольфрам. ) в обрабатываемом материале. Высокие температуры, большие пластические деформации и устойчивая адгезия в зоне контакта при высоких скоростях резания в сильной степени способствуют диффузионному взаимодействию инструментального и обрабатываемого материалов . Существование диффузионных процессов при их определяющая роль в износинструмента при резании с скоростей экспериментально доказана с помощью своевременно высокочувствительной аппаратур (микрорентгеноопектральные анализаторы).

3.3.  Окислительный износ

Гипотеза окислительного изнашивания основывается на известном факте коррозии твердых сплавов при их нагреве в среде воздуха. Известно, что при температуре 600-700 °С кислород воздуха вступает в химическую реакции с кобальтовой фазой твердого сплава и карбидами вольфрама. Продуктами окисления кобальтовой фазы и карбидов вольфрама являются окислы  СО3О4 WO3.  Твердость продуктов окисления в 0-60 раз ниже твердости твердого сплавов. В результате окисления ослабляются связи между зернами карбидов и связке. Это создает благоприятные условия для вырывания карбидных зерен из сплава при взаимодействии с обрабатываемым материалом .

3.4.Абразивный износ

При трении поверхности резания о заднюю грань и стружки о переднюю поверхность твердые микрокомпоненты обрабатываемого материала царапают инструментальный материал, разрушая его. Такими абразивными, царапающими включениями в обрабатываемых материалах могут быть зерна цементита, карбиды кремния, сложные карбиды, интерметаллиды, некоторые окислы и бориды. Все эти соединения сохранили высокую твердость даже при высоких температурах резания. Контактные поверхности инструмента могут также царапать частицы периодически разрушающегося нароста, твердость которого значительно превышает твердость обрабатываемого материала. Абразивное воздействие на инструмент могут оказывать также зерна карбидов вольфрама и сложных титановольфрамовых карбидов, которые вырываются из твердого сплава под действием диффузионных или адгезионных процессов,а затем, перемещаясь вдоль контактных поверхностей, царапают их.

Все абразивные включения, приводящие к абразивному износу, имеют твердость, как правило, не превышающую твердость зерен карбидов в твердом сплаве. Поэтому под абразивным износом твердосплавного инструмента подразумевают либо царапание связующей кобальтовой фазы, либо выцарапавание с поверхности инструмента объёмов кобальтовой фазы совместно с карбидными зернами.

3.5  Микросколы

Выкрашивания и сколы часто сопровождают износ инструмента в период его приработки, при малых скоростях резания в зоне существования нароста, при прерывистом резании и при обработке высокопрочных материалов. К сколам может приводить и пластическое деформирование режущего клина.