Статья: Влияние износа резца на шероховатость обработанной поверхности

Влияние износа резца на шероховатость обработанной поверхности

Нгуен Ван Кыонг

Рассмотрено влияние износа режущей пластины на шероховатость поверхности, обработанной точением. Показано, что шероховатость при увеличении износа вначале снижается, а затем возрастает.

Ключевые слова: шероховатость, точение, износ инструмента.

Обычно полагают, что с увеличение износа шероховатость обработанной поверхности увеличивается [1]. Для проверки этого утверждения нами был поставлен специальный эксперимент. Обрабатывалась заготовка, изготовленная из стали 40Х ГОСТ 4543-71. Использовался резец M02L012520M08 (P4ht m08p-Ф) с механическим креплением режущей сменной многогранной пластины (СМП) WNMG080408MC, изготовленной из твердого сплава ТТ8115 производства фирмы TaeguTec (Южная Корея), без применения СОЖ с режимами резания, указанными в таблице, и параметрами =0, =95, =5, =0,8 мм. Результаты измерения износа показаны на фото (рис. 1)

а:=0мм б: =0,23мм в: =0,35мм

г: =0мм д: =0,13мм е: =0,22мм

Рис. 1. Износ резца: а, б, в _ по задней поверхности, г, д, е _ по передней

Таблица

Режимы резания

Для исследования влияния износа резца на шероховатость обработанной поверхности были изготовлены специальные образцы (рис. 2).

а б в

Рис. 2. Фото образцов: а) обработанного резцом с нулевым износом; б) обработанного резцом с износом 0,23 мм по задней поверхности; в) обработанного с износом 0,35 мм по задней поверхности

шероховатость резание пластина крепление

В настоящее время существуют приборы и методы оценки характеристик профиля поверхностей. На приборе HOMMEL TESTER W55 немецкой фирмы HOMMELWERKE производились замеры параметров поверхностного слоя. Прибор позволяет измерять и интерпретировать большое количество параметров поверхностного слоя. Из всех параметров были выбраны: высотные параметры профиля Ra; Rz; Rmax.

Профилограммы и высотные критерии шероховатости сведены в общую картину на рис. 3. Из сопоставления экспериментальных данных на рис. 3 видно, что высота микронеровностей профиля по десяти точкам _ Rz, среднее арифметическое отклонение профиля _ Ra и наибольшая высота неровностей профиля _ Rmax с увеличением износа сначала уменьшаются (рис. 3,б), а затем возрастают (рис. 3,в).

Такое колебание высотных параметров вполне объяснимо с позиции общей теории резания и технологии машиностроения [2,3].

a

б

в

Рис. 3. Профилограмма поперечных шероховатостей образца, обработанного получистовым точением: а - новым резцом; б - резцом с износом 0,23 мм по задней поверхности; в) - резцом с износом 0,35 мм по задней поверхности

Начальное снижение высотных параметров объясняется явлением «приработки» резца, в том числе и увеличением силы трения по задней поверхности резца и, как следствие, повышение демпфирующих свойств технологической системы [4]. Дальнейшее увеличение шероховатостей можно объяснить увеличением амплитуды вибраций при увеличении составляющих силы резания из-за затупления инструмента.

Эти явления хорошо коррелируются с известной в теории резания и технологии машиностроения кривой износа инструмента: вначале идет период приработки и уменьшение шероховатостей на самой режущей кромке резца, затем - нормальный износ [2,3]. При переходе в зону предельного износа возрастают силы резания и вызываемые ими вибрации, что и отражают наши замеры.

Список литературы

1. Нгуен Ван Кыонг, Ямников А.С. Методология оптимизации режимов резания//Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. № 1 (291) 2012, с. 56-63

2. Бобров В.В. Основы теории резания. М.: Машиностроение, 1976. 344 с.

3. Основы технологии машиностроения: учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов./ Ямников А.С. и др.- под ред. А.С. Ямникова. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. 269 с.

4. Ямникова О.А. Моделирование упругих колебаний валов при лезвийной обработке: Монография. Тула: Изд-во ТулГУ. 2004г. - 187 с