Каждый токарь и владелец цеха знает это неприятное чувство, когда вынимаешь режущий инструмент из станка с ЧПУ и обнаруживаешь, что высококачественная твердосплавная фреза или пластина полностью вышли из строя задолго до истечения срока службы.
Когда инструменты выходят из строя преждевременно, это не только обходится в стоимость замены. Это приводит к простоям, ухудшает качество обработки поверхности и снижает производительность цеха.
Но есть и хорошие новости: инструменты не «выходят из строя» просто так. Они оставляют следы. Внимательно изучив износ режущей кромки, вы можете сыграть в детектива, точно определить, что не так в вашем процессе обработки, и исправить это.
Давайте рассмотрим четыре наиболее распространенных типа износа инструмента, что их вызывает простыми словами и как их предотвратить, чтобы сэкономить значительные средства.
1. Износ боковой поверхности: естественный процесс старения
Представьте износ боковой поверхности как протектор автомобильных шин. Во время движения резина естественным образом изнашивается, соприкасаясь с дорогой. В механической обработке износ боковой поверхности — это постепенное истирание режущей кромки инструмента в местах трения о заготовку.
Как это выглядит: гладкое, относительно ровное плоское пятно, образующееся прямо вдоль режущей кромки.
Причина: естественное трение. Если это происходит медленно в течение длительного периода времени, поздравляем — вы все делаете правильно! Но если это происходит слишком быстро, это означает, что ваша скорость резания (об/мин) слишком высока, что создает слишком много тепла от трения.
Как это исправить: если ваши инструменты изнашиваются с молниеносной скоростью, попробуйте немного снизить скорость резания. Также проверьте охлаждающую жидкость; обеспечение постоянного потока смазки уменьшит трение.
2. Кратерный износ: «Большой каньон» на вашем инструменте
В то время как износ боковой поверхности происходит на боковой стороне инструмента, кратерный износ происходит прямо на верхней поверхности (передней поверхности), по которой скользят свежесрезанные металлические стружки.
Как это выглядит: Буквально вогнутый кратер или углубление, образующееся сразу за режущей кромкой, похожее на миниатюрную выбоину или каньон.
Причина: Интенсивный нагрев и химические реакции. При резке твердых материалов, таких как сталь или нержавеющая сталь, стружка невероятно нагревается. Скользя по верхней части инструмента под огромным давлением, она со временем растворяет небольшое количество материала инструмента. В конце концов, кратер становится настолько глубоким, что режущая кромка разрушается.
Как это исправить: Необходимо снизить температуру. Попробуйте уменьшить скорость резания или скорость подачи. Переход на инструмент со специальным термостойким покрытием (например, TiAlN или AlTiN) также может служить защитой от химического теплообмена.
3. Нарост на режущей кромке (BUE): Нежелательный «пассажир»
Вы когда-нибудь резали мягкий материал, например, алюминий, и, взглянув на инструмент, видели большой кусок металла, словно приваренный к его кончику? Это и есть нарост на режущей кромке, или BUE.
Как это выглядит: Зазубренный комок материала заготовки, прочно прилипший к самой кромке инструмента. Из-за этого инструмент выглядит тупым и неаккуратным.
Причина: Как ни парадоксально, BUE возникает, когда слишком холодно и скорость резания слишком низкая. Мягкие, липкие металлы (например, алюминий или низкоуглеродистая сталь) становятся липкими под давлением. Если недостаточно тепла и скорости, чтобы чисто срезать стружку, материал физически сплавляется с режущей кромкой. Когда этот комок в конце концов отламывается, он уносит с собой кусок вашего дорогого твердосплавного инструмента.
Как это исправить: Не бойтесь — увеличьте скорость! Увеличение скорости резания и подачи создаст достаточно тепла, чтобы материал плавно перемещался, а не прилипал. Использование высокополированных инструментов, специально предназначенных для обработки алюминия, и увеличение давления охлаждающей жидкости также предотвратят прилипание стружки.
4. Сколы и термическое растрескивание: внезапная смерть
Если первые три типа износа похожи на медленную болезнь, то сколы — это внезапный сердечный приступ.
Как это выглядит: крошечные хлопья или кусочки режущей кромки буквально отламываются, оставляя зазубренный, поврежденный край. Иногда вдоль кромки можно увидеть серию крошечных вертикальных трещин (термическое растрескивание).
Причина: прерывистая резка, чрезмерная вибрация (дребезжание) или термический шок. Твердосплавные инструменты невероятно твердые, но хрупкие, как стекло. Если ваша установка вибрирует или вы постоянно переключаетесь между режимами резки, удары приведут к сколам кромки. Термическое растрескивание происходит, когда инструмент сильно нагревается, подвергается воздействию холодной охлаждающей жидкости, снова нагревается и снова подвергается воздействию — резкие перепады температуры приводят к растрескиванию твердосплава.
Как это исправить: * При сколах: Увеличьте жесткость инструмента. Убедитесь, что детали плотно зажаты, используйте более короткие инструменты, чтобы уменьшить изгиб, и уменьшите скорость подачи при начале резания.
При термическом растрескивании: Используйте охлаждающую жидкость по принципу «всё или ничего». Либо обеспечьте постоянное и полное увлажнение инструмента охлаждающей жидкостью, либо полностью отключите её и используйте вместо этого поток воздуха под высоким давлением для поддержания стабильной температуры.
Вывод: Прислушивайтесь к своим инструментам
Ваши изношенные инструменты пытаются с вами поговорить. В следующий раз, когда инструмент затупится или сломается, не просто выбросьте его в мусорное ведро и проклинайте свою удачу. Возьмите увеличительное стекло, посмотрите на кромку и определите виновника.
Регулируя скорость, подачу и охлаждающую жидкость на основе этих четырех простых моделей износа, вы увеличите срок службы инструмента, получите более качественные детали и значительно улучшите финансовые показатели вашего цеха.
Для получения дополнительной информации посетите наши разделы «Детали для токарной обработки на станках с ЧПУ» или «Продукция». Свяжитесь с нами для заказа металлических деталей по индивидуальному заказу.
Какой из этих типов износа инструмента доставляет вам больше всего проблем в вашем цехе? Поделитесь своими проблемами на станках в комментариях ниже!