Оборудование и инструмент деревообрабатывающих предприятий

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

В процессе резания в результате трения стружки о переднюю грань резца и поверхности резания о заднюю грань происходит износ резца, протекающий в виде истирания и удаления микрочастиц с поверхностей контакта и микросколов (выкрашивания) режущей кромки. Трение и связанный с ним износ при резании древесины и древесных материалов отличается от трения поверхностей деталей машин: оно происходит между постоянно вновь образующимися поверхностями, при высоких скоростях скольжения и температурах, значительных давлениях и на относительно малых поверхностях контакта. Износ режущего инструмента при резании древесины и древесных материалов — сложный процесс.

При рассмотрении этого явления следует различать два понятия: износ резца и затупление его режущих элементов. Мерами износа инструмента служат линейный и массовый износ. Затупление режущих элементов характеризуется изменением их микрогеометрии в результате износа передней и задней граней в процессе работы. Характер затупления, т. е. изменение микрогеометрии резца, определяет режущие свойства инструмента. Параметрами износа и затупления резцов служат износ по задней грани х\ износ по передней грани у, износ по высоте резца Я; износ по биссектрисе угла заточки А; площадь износа /; радиус кривизны лезвия резца р. Изменение указанных параметров при резании приводит к изменению переднего и заднего углов резца при работе, что влияет на силовые и качественные показатели процесса резания.

Линейный износ может быть достаточно надежной характеристикой при разработке норм допускаемых износов и расхода режущего инструмента на переточки. Для выяснения же физической природы изнашивания инструментов более объективной характеристикой является массовый износ — масса изношенной части инструмента в мг, которой пропорциональна работа сил трения, затрачиваемая на превращение инструментального материала в продукты изнашивания. Изображение закономерности нарастания износа за время работы инструмента называют кривой износа.

Приработочный износ достигает максимального значения Аа. Во втором периоде t2 износ протекает менее интенсивно, чем в первом. За время /2»/i износ достигает величины Аь. Этот период называют периодом монотонного износа, а соответствующий ему износ—монотонным износом. В точке b монотонный износ достигает максимального (предельного) значения Аь. В последующем периоде за точкой b кривой износ начинает протекать неустойчиво, весьма интенсивно с нарушением нормально го процесса резания и увеличением мощности на резание. За точкой b кривой наступает аварийная ситуация. Период называют аварийным, а соответствующий ему износ Ас — аварийным (катастрофическим) износом.

Инструмент согласно кривой затупления, считают затупившимся, когда линейный износ (по ведущему параметру) достигает значения, равного оптимальному износу. Под оптимальным износом понимают такой износ, при котором суммарный период стойкости инструмента достигает максимальной величины. Однако следует учитывать, что применение критерия оптимального износа возможно не всегда. Бывают случаи, когда на кривой износа точка b перегиба отсутствует (на  5.1, б пунктиром). В этих случаях следует использовать критерий технологического износа: инструмент считают затупившимся, когда линейный износ (по ведущему параметру) достигает значения, равного технологическому износу. Под технологическим износом понимают такой износ, при котором работу инструмента прекращают по технологическим ограничениям: резкое увеличение шероховатости обработанной поверхности; потеря точности размеров деталей; возникновение шума и вибраций; потеря устойчивости инструмента; чрезмерный нагрев инструмента; прижоги на обработанной поверхности; чрезмерное увеличение мощности на резание и т. п.

Кривые износа строятся как функции времени, длины обработанных заготовок, длины пути резца в древесине.

Физическая природа изнашивания режущих инструментов изучена еще недостаточно вследствие исключительной сложности контактных процессов, протекающих на поверхностях резца при резании. Существует ряд гипотез, объясняющих физическую природу изнашивания режущих инструментов. По этим гипотезам основными причинами изнашивания поверхностей инструментов являются абразивное действие обрабатываемого материала (абразивное изнашивание); механическое разрушение поверхности касательными и нормальными силами (механическое диспергирование); тепловые процессы на поверхностях (тепловой износ); химические процессы на поверхностях (окислительный износ); электрохимическая коррозия металла; электрическая эрозия металла.

Абразивное изнашивание — интенсивное разрушение поверхности инструмента при трении скольжения, обусловленное наличием в обрабатываемом материале твердых микрокомпонентов, которые царапают поверхность инструмента, постепенно разрушая его. Абразивные частицы в древесине — соЛи в клетках, целлюлоза, микрочастицы, попавшие в древесину из внешней среды (пыль, песок), в древесных материалах — еще клеевые прослойки, кристаллические вещества пропиточных составов.

Механическое диспергирование — разрушение поверхности инструмента касательными и нормальными силами, знакопеременными нагрузками, истирание металла, выламывание выступающих частиц, расшатывание и износ твердой структурной составляющей. Такая схема износа особенно характерна для объяснения затупления и износа твердых сплавов.

Тепловой износ — интенсивное разрушение поверхности инструмента при трении о древесину вследствие нагрева до высоких температур. В результате своеобразной термообработки поверхностного слоя металла его свойства изменяются с потерей механической прочности. При действии обрабатываемого материала разупрочненные поверхности непрерывно разрушаются.

Окислительный износ — постепенное разрушение поверхности инструмента при трении, выражающийся в образовании и удалении окисных пленок. Этот процесс усиливается адсорбцией кислорода на поверхности трения, диффузией кислорода в поверхностных слоях, нагревом поверхности трения.

Электрохимическая коррозия — износ металла под действием электрического тока, возникающего при резании древесины. При резании сырой древесины (лущение, строгание) органические кислоты и влага представляют собой электролит. Поэтому металл подвергается электрохимической коррозии.

Электрическая эрозия — износ поверхности металла под действием электрических искровых разрядов. Статическое электричество, возникающее при резании сухой древесины, приводит к искровым разрядам и разрушению поверхности инструмента.

Перечисленные явления проявляются в различной степени в зависимости от условий резания.

Основы теории резания металлов. Токарные станки, резцы, абразивы

Скорость резания оказывает существенное влияние на стойкость инструмента. Возрастание скорости резания на 50 % снижает стойкость … Изменение силы резания вызывает затупление и износ режущего инструмента, наростообразование и ряд других факторов, влияющих на...

обработка металлов резаньем. Сущность процесса резания

Под влиянием температуры нагрева твердость режущего инструмента уменьшается, износ увеличивается. … Стойкость режущих инструментов зависит от многих факторов и в первую очередь от материала, из которого изготовлен инструмент.

›Слесарные работы

Заточка фрез и контроль после заточки

Правильно выполненная заточка увеличивает стойкость фрезы, а следовательно, снижает расход режущего инструмента. При эксплуатации не следует доводить фрезы до величин износа, превышающих установленные оптимальные значения...

ФРЕЗЫ. Новые конструкции фрез

более высокая стойкость (на 30% и более) по … Указанные преимущества предопределяют экономическую эффективность применения инструментов, оснащенных многогранными … При правильной эксплуатации и износе пластинки по задней грани не более 1,7 мм допускается...

Резцы из эльбора-Р и сверхтвердых материалов (СТМ) Резцы с...

Радиус г скругления при вершине резца оказывает влияние на прочность режущей кромки и стойкость резца. … геометрические элементы режущей части инструмента, размеры сечения державки резца, смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ), допустимый износ инструмента...

ЭЛЕКТРОДЫ. Углеграфит. Инструменты-электроды из углеграфитовых...

Главной причиной, препятствующей широкому применению электроискровых процессов для отрезки, является низкая стойкость электродов. … Углеграфитированные электроды имеют уменьшенный износ по сравнению с латунным на 30—80%; экономия цветных металлов...

Стойкость кругов и твердосплавных фрез. Для разрезки листов...

Правильно выполненная заточка увеличивает стойкость фрезы, а следовательно, снижает расход режущего инструмента. … При таком методе заточки износ шлифовального круга не влияет на точность заточки.

Смазочно-охлаждающие жидкости СОЖ. Применение...

Они снижают температуру в зоне обработки и тем самым повышают стойкость режущего инструмента, улучшают качество обрабатываемой поверхности и предохраняют от коррозии режущий инструмент и обрабатываемую заготовку. … § 3. Износ и поломка сверл.

Стеклорезы. Электростеклорезы. Обработка стекла

в качестве режущих инструментов используют материалы в 1,5...2 раза более твердые, чем стекло, в том … Поэтому стойкость корпуса режущей головки, изготовленного из закаленной … Износ корпуса исключен благодаря установке ролика 1 между защитными шайбами из...

›Отделка. Отделочные работы›

Резка. Основы резания

Образующееся в зоне резания тепло оказывает большое влияние на весь процесс резания и связанные с ним явления (наростообразование, износ инструмента и др.). … Вибрации при резании металлов вредно отражаются на стойкости инструмента.