Фізична основа зношення

Етапи зношеності лез

Період витривалості – це час різання новим або відновленим ріжучим інструментом від початку різання до відмови (хв. години).

Значення періоду витривалості залежить від вимог, які передбачені оброблювальним деталям (шорсткість, точність розмірів, енергоспоживання і інше).

Розрізняють і повний період витривалості, який дорівнює сумі періодів витривалості ріжучого інструменту від початку різання новим інструментом до досягнення ним критичного стану, враховуючи кількість допустимих перезагострювань.

Весь період витривалості ріжучого інструменту можна розділити на три етапи зношеності:

1. Період приробки;

2. Період монотонного зношення;

3. Аварійне (катастрофічне) зношення.

Зношення на першому етапі проходить головним чином в результаті зломів і відгинань. Ця зміна форми ріжучої кромки проходить на окремих її частинах. Спочатку виникають викришування малих розмірів і глибин, потім із збільшенням сил різання утворюються зломи більших розмірів.

Зломи і викришування ріжучої кромки продовжується до тих пір, поки міцність її не буде достатня для того, щоб протистояти згинаючому моменту. Часу на період приробки, витрачається відносно не багато.

Зношення на другому етапі проходить в умовах, коли при різанні деревини одночасно проявляють себе декілька факторів: високий тиск, температура на поверхні різця біля 240–840°С, окислення, дія статичної електрики, електрохімічна корозія і другі. Часу на монотонне зношення витрачається в два – три рази більше ніж на період приробки.

Аварійне (катастрофічне) зношення проходить внаслідок черезмірного збільшення сил різання і температури на лезі різця. за часом третій етап протікає досить стрімко (приблизно ½ від першого періоду).

Звичайно період витривалості вираховують шляхом додавання часу витраченого на першому і другому етапі зношення.

Процес зношення залежить від багатьох факторів.

Механічне диспергіровання – стирання, відділення дрібних частин металу леза є основною причиною монотонного зношення. Інтенсивність стирання залежить від величини сил тертя при різанні.

Теплове зношення. При різанні деревини в результаті тертя і деформації по контактним поверхням виділяється тепло. При цьому інтенсивність їх нагріву збільшується із збільшенням радіуса заокруглення ріжучої кромки.

Температура на лезах фрезерувальних ножів досягає 800–840°С, на лезах зубів дискових пил – 700–850°С, на зубах кінцевих фрез – 700–800°С. Високі температури, які виникають на верхніх шарах леза, приводить до зменшення міцності металу. Метал тонкого поверхового шару розмягчується і розмазується. В результаті цього на передній поверхні леза іноді утворюється заглибина, а на задній – наплив металу.

Окислювальне зношення. Окислювальне зношення леза при різанні відбувається при збігу наступних явищ: адсорбції кисню на поверхні тертя, дифузії кисню в поверхові шари, пластичного стікання шарів металу з утворенням хімічних адсорбірованих плівок, плівок твердих розчинів і хімічних з’єднань металу з киснем.

Пластична деформація тонких шарів металу, викликаних нагрівом лез, утворюють сприятливі умови для дифузії кисню в метал і утворення плівок. Найбільше в’язкорухома частина продуктів перетворення має сірий колір і розмазується по лезу з утворенням напливів.

Електрохімічна корозія. При різанні, в результаті тертя, а також п’єзоелектричного ефекту при деформуванні деревини на лезі і в стружці утворюються електричні заряди. Якщо деревина мокра, то органічні кислоти і волога утворюють електроліт, який при спільній дії з електричними заряди пошкоджує метал різця електрохімічною корозією.

Електрична ерозія. Дослідженнями російських вчених Е.Г. Ивановского, П.В. Василевской і Э.М. Лаутнера встановлено, що при різанні на лезі накопичуються електричні заряди. Величина зарядів залежить від режиму різання (породи деревини, товщини шару деревини, що зрізається і т. д.).

Статична електрика на лезі може привести до іскрових розрядів розрусі поверхні металу. На поверхні леза утворюються кратери від іскрових розрядів.

Абразивне зношення. Під абразивним зношенням прийнято розуміти процес інтенсивного розрушення поверхні леза при терті ковзання, обумовленого абразивним середовищем і проявляються в місцевій пластичній деформації. Абразивне зношення лез інструменту спостерігається при обробці клеєних дерев’яних матеріалів. В них клейові шари діють на лезо подібно абразиву, залишаючи на поверхні подряпини.

Дата добавления: 2014-01-15