Metal Cutting Process Main ImageЧасто сталкиваетесь с преждевременным износом или поломкой инструмента во время точения? Эта статья поможет вам узнать, как достичь медленного и прогнозируемого износа инструментов, а также повысить производительность и рентабельность.

Понимание четырех основных видов нагрузки, которым подвергаются режущие инструменты во время обработки, а также влияния, которое оказывает каждый из них, поможет вам достичь медленного и прогнозируемого износа инструментов, а также повысить производительность и рентабельность.

Нагрузка бывает четырех видов: механическая, термическая, химическая и трибологическая. Каждая из них вносит свой вклад в процесс износа и поломки режущего инструмента. При этом они не действуют независимо друг от друга, а скорее взаимодействуют и оказывают суммарный эффект на износ инструмента.

  • Механические нагрузки при точении являются постоянными. Тем не менее, прерывистое резание вызывает появление ударных нагрузок, которые могут привести к выкрашиванию или поломке инструмента.
  • Термические нагрузки возникают при деформации заготовки, что приводит к выделению тепла до 1650 градусов по Фаренгейту и вызывает деформацию и затупление инструмента.
  • Химические нагрузки возникают вследствие сочетания тепла и давления между инструментом и заготовкой и приводят к износу инструмента в виде диффузии или лункообразования.
  • Трибологические нагрузки вызываются трением между инструментом и стружкой и приводят к абразивному и эрозионному износу.

Однако вы можете смягчить негативное воздействие, оказываемое этими нагрузками на инструменты, при помощи двух следующих методов.

Метод № 1:

Strategy 1

Изменяя параметры резания, можно влиять на уровень воздействия нагрузок на инструмент. Однако стоит иметь в виду, что глубина реза, подача и скорость оказывают различное влияние на нагрузки во время обработки, поэтому следует учитывать указанные ниже аспекты.

  • Удвоение глубины реза удваивает усилие резания, а также активную длину режущей кромки. Поэтому нагрузка на единицу длины режущей кромки остается неизменной.
  • Увеличение скорости подачи увеличивает силы резания, но в меньшей, нелинейной степени. Поскольку более быстрая подача увеличивает толщину стружки, а не длину активной режущей кромки, нагрузки на режущую кромку значительно возрастают.
  • При увеличении скорости резания силы в целом остаются прежними, однако повышаются требования к мощности.
  • Силы резания увеличиваются на более низких скоростях резания и уменьшаются на более высоких. Внимательно следите за образованием нароста на режущей кромке, так как он может указывать на неподходящую скорость резания.
  • Слишком высокие скорости резания могут снизить надежность всего процесса за счет неконтролируемого формирования стружки, чрезмерного износа инструмента и вибрации, которая способна вызвать выкрашивание или поломку инструмента.
  • Наибольшая безопасность и надежность процесса достигается за счет усиленной подачи и увеличенной глубины реза в сочетании с низкими или средними скоростями резания. Более высокие скорости резания при достаточно небольшой глубине реза и подаче ограничивают силы резания и обеспечивают более высокую производительность.


Метод № 2:

Strategy 2

Базовый размер и форма инструмента определяют его прочность и возможности. Зачастую геометрия инструмента разрабатывается с учетом конкретной области применения или материала заготовки. Таким образом, очень важно изначально использовать инструмент, наиболее подходящий для выполняемой работы. При выборе инструментов следует помнить о следующем:

  • Большая, прочная режущая пластина позволяет использовать высокие подачи и глубину реза, так как силы резания, действующие на большую пластину, оказывают меньшую нагрузку, чем оказали бы на пластину меньшего размера.
  • Пластины круглой формы являются наиболее прочными, а квадратные с 90-градусным углом – прочнее, чем ромбовидные с 35-градусным. Однако круглая пластина не сможет вырезать такое количество разнообразных профилей заготовок, как инструмент с 35-градусным углом. Недостаточная гибкость применения является платой за прочность.
  • Для резания стали требуется прочность, и, как правило, наиболее подходящий для этой цели инструмент будет иметь закругленную кромку. Нержавеющую сталь, которая отличается вязкостью, лучше резать инструментом с заостренной кромкой.
  • Очень острые режущие кромки необязательно обеспечивают оптимальное качество обработки поверхности. Наилучшие результаты часто достигаются после того, как кромка поработает определенный период времени.

Износ инструмента во время обработки неизбежен, но у вас есть возможность замедлить этот процесс и с большей точностью спрогнозировать время поломки инструмента. Резание металлов, безусловно, сложный процесс, поэтому если у вас возникли вопросы или требуется совет по применению инструментов, пожалуйста, обращайтесь ко мне или в нашу службу технической поддержки.

Ознакомьтесь с опубликованной Seco технической статьей «Механические нагрузки и геометрии резания, применяемые при токарной обработке».

Источник материала: перевод статьи
Take the Load Off Your Turning Tools,
Cutting Edge Conversation

Автор статьи:
Чед Миллер (Chad Miller),
менеджер по продукции
(токарная обработка и
прогрессивные материалы)



Понравилась статья? Поделитесь: