Затупление и износ режущих элементов

Основным требованием к материалу и геометрии режущего инструмента является сохранение остроты лезвия, пли его режущих свойств, наиболее продолжительное время. В процессе резания микрогеометрия режущих элементов претерпевает изменения вследствие износа металла, что приводит к потере требуемой остроты, или затуплению. В результате возрастает мощность на резание, ухудшается качество обрабатываемой поверхности. Если износ режущих элементов не приводит к изменению микрогеометрии лезвия, то не будут изменяться и условия резания, а это означает, что изнашиваясь, инструмент не затупляется. В этом случае износ не характеризует затупления. Поэтому следует различать два взаимосвязанных, но разных понятия: износ инструмента и затупление режущих элементов резца. В большинстве случаев износ является причиной затупления резца. Степень износа режущих элементов инструмента определяется объемом износа, площадью износа или изменением высоты резца. Затупление характеризуется изменением линейных и угловых параметров (микрогеометрии) резцов в результате износа лезвия — передней и задней его граней в процессе резания.
Износ, следствием которого является затупление инструмента, можно подразделить на два вида: аварийный (случайный) и монотонный (постепенный).
Аварийный износ происходит за относительно короткий период непрерывного контакта резца и древесины и характеризуется большой интенсивностью и быстрой трансформацией параметров. Этот вид износа наблюдается в виде выкрашивания, отгиба, смятия и излома малых объемов металла отдельных частей режущей кромки. Если напряжения превосходят предел прочности материала, а сам материал хрупкий, происходит выкрашивание (излом), если пластичный — смятие и отгиб. В основном аварийный износ объясняется несоответствием механических характеристик металла и угловых параметров инструмента условиям резания, а также дефектами в структуре (микроликвация и другие дефекты). Причиной аварийного износа служат и дефекты заточки: риски, царапины и др. Они являются источниками локальной концентрации местных напряжений, что приводит в ряде случаев к выкрашиванию лезвия.
Монотонный износ характеризуется постепенным изнашиванием режущих элементов инструмента в течение длительного контакта его с древесиной. Физическая сущность монотонного износа дереворежущего инструмента пока еще не до конца выяснена. Износ современных высокопрозводительных дереворежущих инструментов представляет собой сложный физико-химический процесс постепенного поверхностного разрушения материала, включающий механическое диспергирование, окислительный износ, тепловой износ, электрохимическую коррозию, электрическую эрозию и абразивный износ. Знание характера износа и его причин позволили разработать ряд эффективных методов повышения износостойкости режущего инструмента, которые можно разбить на три основные группы:
1) оснащение инструмента износостойкими сплавами;
2) упрочнение режущих элементов;
3) повышение гладкости режущих граней.