Железная лаборатория

Весьма важным является то обстоятельство, что радиус округления нароста pw в главной секущей плоскости резца находится в пределах 8-15 мкм, что примерно соответствует радиусу округления лезвия доведенного инструмента. Причем радиус округления нароста в процессе резания почти не изменяется, а радиус округления лезвия резца — увеличивается. С вершины нароста зачастую удаляются только мельчайшие частички, но одновременно с этим происходит ее обновление новыми приварившимися частичками.
Таким образом, стабильный нарост как режущий клин обладает более благоприятной геометрией, чем инструмент. Это дает возможность осуществлять процесс резания с малой толщиной среза.
Высота нароста hH является важным параметром, так как от ее величины зависит его стабильность и значение угла резания. Чем меньше hH, тем более устойчивый нарост и больше его угол резания. Основным фактором, определяющим этот размер нароста, является режим резания. Наибольшее влияние на высоту нароста оказывает скорость резания, несколько меньшее — подача. От глубины резания hH не зависит.
Значительное влияние скорости резания на высоту нароста обнаружено и при точении стали 18ХГТ. В этом случае при увеличении скорости резания в 2,5 раза высота нароста уменьшилась примерно в семь раз.
Передний угол нароста γн в зависимости от скорости резания колеблется в пределах 20-40°. С увеличением скорости резания снижается высота нароста, что приводит к уменьшению переднего угла.
С повышением скорости резания возрастают: степень пластической деформации срезаемого слоя, характеризуемая коэффициентом усадки стружки, сила резания, действующая в направлении главного движения, и температура резания.
Значение р определялось как частное от деления силы, необходимой для срыва нароста, на его площадь основания. Сила срыва нароста находилась при помощи прибора, точность измерения которого составляет до 0,05 Н. Принцип действия прибора основан на измерении усилия, необходимого для сдвига нароста при помощи острого клина, передвигаемого вдоль передней поверхности резца. Измерение силы сцепления при более высоких скоростях резания затруднительно из-за больших их значений и малой высоты нароста.
Характер кривой р свидетельствует о том, что удельная сила сцепления резко возрастает при V = 1,8 2,0 м/с, т. е. когда образуется стабильный нарост. Примерно при этом же значении скорости резания резко снижается шероховатость обработанной поверхности (кривая Ra). Таким образом, снижение шероховатости поверхности может служить признаком перехода нестабильного нароста в устойчивое положение.
С повышением скорости резания возрастает удельная сила сцепления. Это объясняет причину стабильного наростообразования. Причем удельная сила сцепления с увеличением скорости резания растет более интенсивно, чем сила резания, что повышает устойчивость нароста. Увеличение силы сцепления нароста с инструментом при повышении скорости резания установлено и другими исследованиями.
Результаты рассмотренного исследования позволяют считать, что стабильный нарост не влияет на шероховатость обработанной поверхности и образование рельефа поверхности происходит по тем же закономерностям, что и при отсутствии нароста.
Для определения возможности диффузионного процесса при наростообразовании были проведены исследования микрошлифов нароста на микроанализаторе МАР-1. Эти опыты показали отсутствие не только взаимной, но и односторонней диффузии между материалом нароста и инструментальным материалом.
Стабильный нарост надежно защищает инструмент от износа, так как его лезвие непрерывно предохраняется от тепловых и механических воздействий. Контакт стружки с резцом примерно в два раза больше ширины основания нароста 1Н. Поэтому площадка износа резца на передней поверхности удалена от его лезвия на расстояние, равное 1Н.
При больших значениях высоты стабильного нароста передняя поверхность резца изнашивается более интенсивно, чем главная задняя поверхность. С уменьшением hH1 наоборот, более интенсивно изнашивается задняя поверхность резца, чем передняя. Одновременно с этим в обоих случаях происходит износ вспомогательной задней поверхности. Стойкость резцов при точении сталей 18ХГТ и 40Х, когда образовывался стабильный нарост, выше в два раза и больше стойкости резцов при отсутствии нароста.