Зависимость стойкости инструмента от его геометрических параметров

Зависимость периода стойкости от переднего угла

t=1мм.

V=300м/мин

Чугун, ЦМ-332

С увеличением переднего угла условия структурообразования облегчаются, уменьшается работа деформации и трения на передней поверхности, уменьшается сила резания и, как следствие, уменьшается количество выделяемого тепла. Уменьшение тепловыделения способствует повышению периода стойкости инструмента. Однако увеличение переднего угла приводит при постоянном заднем угле к уменьшению угла заострения , от величины которого зависит прочность лезвия и условия отвода тепла от контактных площадок в тело инструмента. С уменьшением теплоотвод ухудшается, а прочность падает, что ведёт к снижению периода стойкости инструмента. Уменьшение размеров клина особенно нежелательно для твёрдосплавных инструментов, хрупкая прочность которых низка. При малых углах наблюдаются микро – и макровыкрышивания вершины лезвия и главной режущей кромке.

Наличие двух конкурирующих процессов приводит к тому, что зависимость Т=f(γ) выражается горбообразной кривой. Величина оптимального переднего угла γопт, обеспечивающего максимальный период стойкости инструмента, определяется физико-механическими свойствами обрабатываемого и инструментального материалов.

Зависимость периода стойкости от заднего угла

Фрезерование

t=1,5мм.

Sz = 0,1мм.

Р18, сплав ЦМ-2А

Зависимость периода стойкости инструмента от изменения заднего угла имеет экстремальный характер. Вначале, по мере увеличения заднего угла, уменьшаются ширина площадки контакта и сила трения на задней поверхности, что уменьшает изнашивание инструмента. Поэтому период стойкости инструмента возрастает. При дальнейшем увеличении заднего угла уменьшается угол заострения, что снижает прочность лезвия и ухудшает отвод тепла в тело инструмента. Вследствие этого период стойкости при больших задних углах начинает уменьшаться. Величина заднего оптимального угла, при котором период стойкости максимален, зависит в основном от упругих свойств материала обрабатываемой детали и толщины срезаемого слоя.

Зависимость периода стойкости от главного заднего угла

t=0, 5 мм; S=0, 1мм/об; ВК-8, чугун.

При увеличении отношение ширины срезаемого слоя к его толщине

непрерывно уменьшается и достигает минимума при φ = 90ْْ

Одновременно с этим уменьшается угол в плане при вершине ε. Вследствие уменьшения отношения и угла Е ухудшается отвод тепла в тело инструмента, температура резания растёт, стойкость инструмента падает. Таким образом, для повышения периода стойкости инструмента необходимо, чтобы инструмент имел возможно меньший угол в плане. Однако имеются обстоятельства, не позволяющие уменьшать угол ниже определённых значений: при < 40ْ существенно увеличивается Ру и амплитуда колебаний, что приводит к уменьшению периода стойкости. Появление вибраций особенно опасно при работе твёрдосплавным инструментом, имеющим пониженную прочность. С уменьшением угла увеличивается длина главной режущей кромки, что увеличивает Ру и силу трения, растёт температура. Кроме того с увеличением увеличивается амплитуда колебаний, что приводит к уменьшению Т.

Зависимость периода стойкости от вспомогательного угла в плане

торцовое фрезерование

t=4мм; Sz=0, 12 мм; V=147 м/мин; ВК-8, чугун.

Вспомогательный угол в плане на стойкость инструмента влияет двояко. При малых углах 1 увеличивается рабочая длина вспомогательной режущей кромки, что увеличивает силу трения на вспомогательной задней поверхности и износ инструмента. Поэтому при увеличении 1 до некоторого значения стойкость инструмента возрастает. При дальнейшем увеличении угла 1 период стойкости не растёт, а уменьшается вследствие ухудшения условий теплоотвода от лезвия инструмента и уменьшения прочности вершины.