Вследствие трения скольжения и действия высокой температуры в местах контакта режущего клина со стружкой и поверхностью резания происходит износ фрезы путем удаления с рабочих поверхностей зубьев микрочастиц.
Режущий инструмент изнашивается в особо тяжелых условиях при постоянно обновляющихся трущихся поверхностях, высоких давлениях и температурах. Различают три вида износа: абразивный, молекулярный и диффузионный.
Абразивный износ фрез происходит в результате царапания - срезания мельчайших частиц инструмента твердыми включениями обрабатываемого материала. Такой износ преимущественно наблюдается при резании чугуна, высокоуглеродистых и легированных инструментальных сталей, имеющих в структуре весьма твердые зерна карбидов, а также при обработке отливок с твердой и загрязненной коркой.
Молекулярный износ фрез сопровождается вырыванием с поверхностей инструмента мельчайших частиц стружкой и поверхностью резания заготовки вследствие действия между ними значительных сил молекулярного сцепления (прилипания, сваривания) и относительного скольжения. Такой вид износа в основном наблюдается при фрезеровании пластичных металлов, особенно труднообрабатываемых сталей (жаростойких, нержавеющих и др.).
При высоких температурах в зоне резания происходит диффузия, в результате которой изменяется химический состав и механические свойства поверхностных слоев инструмента, что ускоряет его износ. При фрезеровании инструмент изнашивается по передней и задней поверхностям (рис. 1, а). На передней поверхности зуба фрезы стружка выбирает лунку, а на задней образуется притертая к поверхности резания площадка без заднего угла.
Износ преобладает на задних поверхностях зубьев фрезы. В некоторых случаях при обработке пластичных металлов дисковыми и торцовыми фрезами, когда продолжительность контакта зубьев с заготовкой относительно большая, износ появляется и на передних поверхностях.
Интенсивность износа инструмента в течение его работы неодинакова. Ее можно изобразить в виде графика (рис. 1, б), на котором по горизонтали откладывается время работы фрезы, а по вертикали - ее износ. В течение первого периода (участок кривой ОА) происходит приработка трущихся поверхностей, когда сглаживаются шероховатости, оставшиеся после заточки инструмента. Продолжительность этого периода можно сократить доводкой фрезы. Второй период (участок АВ) характеризуется нормальной (медленной) скоростью износа и составляет около 90...95 % времени работы фрезы. Третий период (участок вс) - период усиленного износа, по достижении которого фрезы необходимо снимать со станка для переточки. В противном случае для их восстановления заточкой понадобится срезать с 3 зубьев значительные слой металла, что намного сократит суммарную продолжительной работы фрез и значительно увеличит их расход.
Рис. 1. Характер и периоды износа зуба фрезы
Признаки предельно допустимого износа (критерия затупления), указывающие на необходимость переточки инструмента, зависят от характера выполняемой работы. При черновом фрезеровании, когда точность и чистота обработки не являются конечной целью, допустимый износ практически определяют по следующим внешним признакам: появлению на поверхности резания блестящей полоски (при обработке стали) или темных пятен (при обработке чугуна): резкому увеличению усилия Подачи и шероховатости обработанной поверхности; изменению формы и цвета стружки. При чистовом фрезеровании износ фрезы определяют по снижению точности и чистоты обработки по сравнению с допускаемыми.
Время переточки можно также установить по допустимой ширине площадки износа, по главной задней поверхности зуба, величина которой приводится в справочниках. Например, для торцовых фрез, оснащенных твердым сплавом, при черновой обработке стали h3=1,5...2 мм, при чистовой - h3=0,8...1 мм. Для цилиндрических и дисковых фрез эти значения износа примерно в два раза меньше. В массовом производстве допустимый износ ограничивают принудительной заточкой инструментов через определенные промежутки времени.
