29. Физические основы износа режущих инструментов. Абразивный и адизионный виды износа режущих инструментов Режущий инструмент в процессе резания воздействует на обрабатываемый материал и вызывает образование стружки и формирование новой поверхности, однако сам при этом подвергается воздействию со стороны обрабатываемого материала и интенсивно изнашивается

В результате изнашивания режущее лезвие инструмента теряет свою первоначальную форму и, как следствие, режущую способность. Для восстановления режущей способности инструмента производится затачивание его рабочих поверхностей.

Инструмент может подвергаться различным по своей природе,видам изнашивания: абразивному, адгезионному, химическому, диффузионному, электроэрозионному и другим.

Абразивное изнашивание. Происходит по причине царапания поверхностей инструмента твердыми включениями обрабатываемого материала. Твердые включения при этом как микрорезцы скоблят поверхность инструмента.

При резании твердым сплавом абразивный износ происходит путем выскабливания мягкой кобальтовой связки и механического вырывания твердых зерен карбидов.

При резании в химически активных средах возможен абразивно-химический износ в результате интенсивного образования, соскабливания и уноса образующихся мягких пленок соединений элементов среды с материалом инструмента.

Адгезионное изнашивание. Совершается путем отрыва силами адгезии мельчайших частиц инструментального материала. Поскольку при резании на поверхностях контакта действуют колоссальные давления и в контакт приходят вновь образованные ювенильные поверхности, свободные от каких-либо пленок, создаются благоприятные условия для интенсивной адгезии контактирующих материалов. При сближении их на расстояние примерно 100 ангстрем проявляются силы молекулярного взаимодействия и образуются так называемые «мостики холодного сваривания». Разрушение может проходить как в объеме инструментального материала, так и по объему менее прочного обрабатываемого материала. В этом случае образовавшийся на поверхности инструмента налип вызывает осложнение перемещения стружки, дополнительное ее деформирование и локальное повышение температуры, которое приводит к ослаблению сил металлической связи инструментального материала.

32. Расчет резца на прочность и жесткость

Мизг < Ммах.изг.

Мизг - действующий изгибающий момент;

Ммах. изг. - максимальный изгибающий момент, допускаемый сечением державки резца;

Мизг = Pz * l

Мизг = [u]* W

Pz - сила резания

l - вылет резца

[u] - допускаемое напряжение на изгиб материала державки, 1100кгс/см2

или 11кгс/мм2

W - момент сопротивления сечения державки резца, мм3

Pz * l = [u]* W

где W = (В *Н2) / 6

Расчитываем ширину резца прямоугольного сечения:

В = (6 * Pz * l) / (2,56 * [u])

Нагрузка допускаемая прочностью резца:

Pzдоп. = (В * Н2 * [u]) / (6 * l)

Максимальная нагрузка, допустимая жесткостью резца:

Pzдоп.жост. = (3 * f *E *J) / l3

f - допустимая стрела прогиба резца, 0,05мм;

E - модуль упругости резца,20000 кгс/мм2;

J - момент инерции сечения державки, J=(BH3) / 12

l - вылет резца, 40 мм;

Pzдоп. > Pz < Pzдоп.жост

30. Диффузионный износ режущих инструментов. Другие виды износа режущих инструментов.Диффузионное изнашивание. При резании на высоких скоростях, когда в зоне резания развивается температура порядка 1000 , обрабатываемый материал сильно размягчается, а соотношение твердостей и становится очень большим, износ режущего инструмента, однако, не только не уменьшается, но еще больше возрастает. Дело здесь в том, что при высокой температуре становится ощутимым процесс взаимного диффузионного растворения инструментального и обрабатываемого материалов

Поскольку при резании время контакта обрабатываемого материала с инструментальным исчисляется сотыми и тысячными долями секунды, градиент концентрации постоянно велик и диффузионный износ протекает весьма интенсивно.

Интенсивность диффузионного изнашивания может быть выражена толщиной диффузионного слоя, который зависит от времени и коэффициента диффузии

Охрупчивание связки твердого сплава приводит к тому, что в процессе резания наряду с диффузионным растворением происходит хрупкое разрушение материла связки и унос целых блоков зерен твердого сплава

В результате диффузии в поверхностных слоях твердого сплава образуется железо-вольфрамовый карбид , пластичная кобальтовая связка превращается в хрупкую фазу, представляющую собой двойной карбид

Видыизноса:абразивный,газоабразивный,гидроабразивный,кавитационный,адгезионный,тепловой,фреттинговый,усталостный.

31. Типы резцов.По направлению подачи бывают:

Правые. Правым называется резец, у которого при наложении на него сверху ладони правой руки так, чтобы пальцы были направлены к его вершине, главная режущая кромка будет находиться под большим пальцем. На токарных станках эти резцы работают при подаче справа налево, то есть к передней бабке станка.

Левые. Левым называется резец, у которого при наложении на него левой руки указанным выше способом главная режущая кромка окажется под большим пальцем.

По конструкции бывают:

Прямые — резцы, у которых ось головки резца является продолжением или параллельна оси державки.

Отогнутые — резцы, у которых ось головки резца наклонена вправо или влево от оси державки.

Изогнутые — резцы, у которых ось державки при виде сбоку изогнута.

Оттянутые — резцы, у которых рабочая часть (головка) уже державки.

Конструкции Трутнева — с отрицательным передним углом γ, для обработки весьма твердых материалов.

Конструкции Меркулова — с повышенной стойкостью.

Конструкции Невеженко — с повышенной стойкостью.

Конструкции Шумилина — с радиусной заточкой на передней поверхности, применяются на высоких скоростях обработки.

Конструкции Лакура — с повышенной виброустойчивостью

По сечению стержня бывают:

прямоугольные.

квадратные.

круглые.

По способу изготовления бывают:

цельные — это резцы, у которых головка и державка изготовлены из одного материала.

составные — режущая часть резца выполняется в виде пластины, которая определённым образом крепится к державке из конструкционной углеродистой стали. Пластинки из твердого сплава и рапида припаиваются или крепятся механически.

По роду материала бывают:

из инструментальной стали.

из углеродистой стали.

из легированной стали..

из быстрорежущей стали (высоколегированной).

из твердого сплава.

металлокерамические.

вольфрамовые..

титановольфрамовые..

титанотанталовольфрамовые.

минералокерамические..

керметовые.

эльборовые.

алмазные

По характеру установки относительно обрабатываемой детали резцы могут быть двух типов:

радиальные. Работают с установкой перпендикулярно оси обрабатываемой детали. Имеют широкое применение в промышленности.

тангенциальные. Применяется главным образом на токарных автоматах и полуавтоматах, где основой является чистота обработки.

По характеру обработки бывают:

обдирочные

чистовые.

резцы для тонкого точения.

По виду обработки

По применяемости на станках резцы разделяются на

токарные

строгальные

долбежные

Токарные резцы

проходные — для протачивания заготовок вдоль оси ее вращения.

подрезные — для подрезания уступов под прямым углом к основному направлению обтачивания или для выполнения торцевания.

отрезные — для отрезки заготовок под прямым углом к оси вращения или для прорезания узких канавок под стопорное кольцо и др.

расточные — для растачивания отверстий.

фасочные — для снятия фасок.

фасонные — для индивидуальных токарных работ.

прорезные (канавочные) - для образования канавок на наружных и внутренних цилиндрических поверхностях.

резьбонарезные — для нарезания резьб.

Строгальные и долбежные резцы

проходные — для строгания верхней поверхности обрабатываемой детали;

боковые — подрезные для строгания детали с боков;

отрезные и прорезные — для разрезания детали и прорезания канавок;

долбяки — долбёжные резцы для долбления внутренних шпоночных пазов в отверстиях или внутренних шлицов