Погрешности обработки, вызываемые размерным изнашиванием инструмента

В процессе резания инструмент изнашивается. Его изнашивание может происходить по задней или передней поверхности, а также одновременно по этим поверхностям (рис. 6.12). Обычно при чистовой обработке происходит износ по задней поверхности инструмента. Наибольшее распространение в производственных условиях получила линейная мера износа, как наиболее удобная и простая (h₃). За критерий изнашивания инструмента принимают износ h₃ по задней поверхности.

На точность обработки оказывает влияние износ (и) лезвия инструмента в направлении нормали к обрабатывае­мой поверхности, который называют размерным износом (рис. 6.13).

Этот износ зависит от износа по задней грани инструмента, но не на участке главной режущей кромки, а на участке, прилегающем к вершине режущего инструмента. Поэтому вычисление размер­ного износа по формуле и = h₃tq α дает значительную погреш­ность, вследствие чего его определяют экспериментальным путем.

Погрешности, вследствие размерного изнашивания инструмента, будут равны:

для двусторонней обработки - Δи = 2и;

для одно­сторонней обработки - Δи = и.

Следует отметить, что стойкость режущего инструмента вы­ражается временем его работы между двумя последовательными повторными заточками. С точки зрения точности обработки ос­новной является зависимость размерного износа “и” от пути реза­ния: ι = vT, где ι - путь, пройденный инструментом в металле, м; V - скорость резания, м/мин; Т - время резания, мин. Эта зависимость представлена на рис. 6.14.

В начальный период работы режущего инструмента (участок I; ι₁ ) наблюдается повышенный его износ (кривая износа является выпуклой). Этот участок является незначительным, не превы­шает 1000 м и называется начальным износом (и_н).

Второй период (участок II; ι₂) является основным и характеризуется нормальным износом инструмента, его длина составляет примерно 8000-30000 м. Этот участок прямолинеен, угол наклона прямой харак­теризует интенсивность размерного изнашивания инструмента.

Третий период (участок III; ι₃, кривая вогнута) соответствует быстрому изнашиванию: через короткий промежуток времени про­исходит разрушение инструмента. Работа на III участке не­допустима.

Характеристикой интенсивности размерного изнашивания на втором участке является относительный износ (и_о) - размерный износ (мкм), отнесенный к 1000 м пути резания: и₀ =  .

Зная величину и₀, можно определить размерный износ (мкм) для любого пути резания на участке II; ι₂ :

 и =  . (6.8)

Для определения размерного износа на всем пути резания вновь заточенным инструментом необходимо учитывать начальный раз­мерный износ (и_н). Обобщая результаты выполненных экспериментальных исследо­ваний, можно сделать вывод о том, что величину и_н следует учесть увеличением в фор­муле (6.8) пути резания на 1000 м :

 и =  . (6.9)

Величина относительного износа приводится в научно-технической литературе по вопросам технологии машиностроения / 9, 27 и др. /.

Режущий инструмент, который допускает корректировку на­строечного размера (резцы, фрезы, шлифовальные круги, разд­вижные развертки и т. п.), позволяет компенсировать влияние раз­мерного изнашивания на точность обработки. Для жестких раз­мерных и фасонных (профильных) инструментов такая компен­сация исключена.

При обработке заготовок методом пробных рабочих ходов разовая установка инструмента исключает влияние размерного изнашивания на точность размера обрабатываемой поверхности, однако погрешности формы в результате воздействия этого фактора будут иметь место.

При обработке заготовок на настроенных станках своевре­менный контроль их размеров позволяет принимать решения по соответствующей корректировке наладки станка. При обработке заготовок в автоматическом режиме (например, на автоматических линиях) используют автоматические подналадчики, которые устра­няют влияние размерного изнашивания на точность обработки.

Следует однако учитывать, что износ инструмента приводит к увеличению радиальной составляющей силы резания, что может привести к образованию дополнительной погрешности обработки от изменения деформаций технологической системы.