Сменные токарные пластины — основа современной токарной обработки. Они гарантируют высокую эффективность обработки, однако время их работы — стойкость нередко становится ограничивающим фактором: пластины стремительно изнашиваются, скалываются или разрушаются, что вызывает дефекты в деталях, простои оборудования и увеличение затрат на инструмент.
Низкая стойкость — это типичная трудность на промышленных предприятиях, особенно во время обработки сталей, нержавеющей стали, чугуна или сплавов, которые трудно поддаются обработке. С помощью комплексного подхода в большинстве случаев проблемную ситуацию с низкой стойкостью режущего инструмента можно существенно улучшить. Рассмотрим причины приводящие к снижению стойкости пластин, а также методы их устранения.
Для правильного подбора токарной пластины следует ориентироваться на условия обработки и область применения сплава пластины.
Условия обработки делятся на три категории: хорошие, средние и тяжелые.
Критерии хороших условий обработки:
Средние условия обработки:
Сложные условия обработки:
Чем благоприятнее условия обработки, тем более износостойким должен быть сплав, чтобы сопротивляться износу, возникающему при повышенной скорости резания. Такой сплав также сможет дольше обеспечивать точность размеров детали во время чистовой обработки.
С ухудшением условий обработки требуется выбрать более прочный и вязкий сплав пластины, способный выдерживать интенсивные ударные нагрузки на режущую кромку, тем самым предотвращая сколы и разрушения пластины.
В каталогах производителей инструмента обычно даны рекомендации по применению сплава, благодаря которым можно точно подобрать сплав под конкретные условия обработки. Ниже, в качестве примера, представлен фрагмент таблицы с такими рекомендациями.
Сплавы токарных пластин
Понимание природы износа позволяет точно выявить проблему. Рассмотрим наиболее распространенные типы износа, с которыми сталкиваются на производстве, а также способы их устранения.
Ускоренный износ по задней поверхности пластины
Износ по задней поверхности — это естественный процесс, который наблюдается при обработке любых материалов и считается наиболее предсказуемым видом механического износа. Этот износ распределяется равномерно по всей протяженности режущей кромки пластины.
Нежелателен ускоренный износ, который уменьшает срок эксплуатации режущей пластины. Причинами могут служить повышенная скорость резания и недостаточная износостойкость сплава.
Решение:
Образование нароста
Нарост на режущей кромке возникает, когда частицы заготовки под давлением прилипают к пластине. Такой нарост может отломиться в любой момент, что вызывает сколы режущей кромки пластины. Обычно нарост образуется при работе с вязкими материалами, такими как жаропрочные сплавы, нержавеющие стали и цветные металлы, а также при низких скоростях резания.
Решение:
Формирование лунок на передней поверхности
Лункообразование чаще всего происходит при высокоскоростной обработке чугуна или титановых сплавов. Лунки формируются из-за нагрева или химических реакций, в ходе которых режущая пластина растворяется в стружке от заготовки. Со временем лунка разрастается, что приводит к сколам, деформации пластины или ускоренному износу по задней поверхности.
Решение:
Пластическая деформация пластины
Деформация режущей кромки возникает из-за чрезмерного нагрева в комбинации с механической нагрузкой. Интенсивный нагрев появляется из-за высокой скорости резания и подачи или при обработке твердых материалов и жаропрочных сплавов. Деформацию режущей кромки можно выявить по изменению формы режущей части пластины и несоответствию размеров обработанной.
Решение:
Появление термических трещин
Термические трещины возникают вследствие колебаний температуры, вызванных прерывистым резанием или нестабильным охлаждением СОЖ зоны резания. Признаками тепломеханического повреждения служат множественные трещины на режущей кромке. Важно выявить это повреждение до начала сколов пластины.
Решение:
Разрушение, сколы пластины
Разрушение пластины или механическое повреждение происходит, когда внешняя нагрузка превышает предел прочности режущей части пластины. Основными факторами ускоренного механического разрушения могут быть неподходящая марка твердого сплава и чрезмерная нагрузка на режущую кромку. Любой из вышеперечисленных видов износа может привести к быстрому разрушению.
Решение:
Низкая стойкость токарных пластин — распространенная проблема, но её можно эффективно решить с помощью системного подхода. Ключ к успеху лежит в правильном подборе сплава и геометрии пластины с учетом условий обработки (от благоприятных до сложных), а также в оперативной диагностике и устранении основных видов износа: от равномерного износа по задней поверхности до термических трещин и сколов. Рекомендуется корректировать режим резания (скорость, подачу, глубину), обеспечивать жесткую фиксацию заготовки и инструмента, использовать подходящую СОЖ, а также выбирать более износостойкие или прочные сплавы в зависимости от материала и нагрузок. Такой подход минимизирует простои, снижает затраты и повышает качество обработки, продлевая срок службы инструмента.
