До какой степени инструмент может быть изношен, прежде чем его нужно заменить?

Определение точного момента замены режущего инструмента — это важное экономическое и техническое решение в обработке на станках с ЧПУ, так как оно балансирует стоимость инструмента с гораздо более высокими затратами на бракованные детали, простой оборудования или повреждения. Универсального ответа не существует, поскольку допустимая степень износа зависит от типа износа, вида операции (черновая или чистовая обработка), материала заготовки и требуемого качества детали. Тем не менее, установленные отраслевые стандарты и практический опыт дают четкие и применимые ориентиры.

Количественные пределы износа: основные стандарты

Наиболее распространенным и объективно измеримым критерием является боковой износ (VB). Для черновых операций, где шероховатость поверхности и допуски менее важны, чем скорость съема металла, предельное значение бокового износа обычно составляет 0,030 дюйма (0,76 мм). Для чистовой обработки, где критичны высокая точность и качество поверхности, этот предел значительно снижается до 0,010–0,015 дюйма (0,25–0,38 мм). Это особенно важно при высокоточной механической обработке, где требуется микронная точность. Превышение этих значений при чистовой обработке приводит к быстрому ухудшению качества поверхности, потере размеров и повышенному риску брака деталей.

Другим ключевым показателем является кратерный износ (KT), возникающий на передней поверхности инструмента. Распространенное практическое правило — заменять инструмент, если глубина кратера превышает 0,004 дюйма (0,1 мм) для твердосплавных инструментов или если кратер ослабляет режущую кромку до опасного уровня, что может привести к катастрофическому разрушению. В операциях, где важна определённая поверхность после обработки, даже незначительные кратеры неприемлемы, так как они изменяют поток стружки и ухудшают целостность поверхности.

Качественные признаки и катастрофический износ

Помимо измеренных параметров, визуальные и звуковые признаки имеют решающее значение. Катастрофический отказ, такой как сколы, трещины или пластическая деформация режущей кромки, требует немедленной замены. Если инструмент начинает издавать пронзительный визг или вибрацию, это свидетельствует о чрезмерном износе, вызывающем вибрации, которые могут повредить как деталь, так и станок. Это особенно важно в процессах фрезерования на ЧПУ и шлифования на ЧПУ, где стабильность процесса имеет ключевое значение.

Изменение цвета и формы стружки также может быть признаком прогрессирующего износа инструмента. Например, при обработке стали переход стружки от нормального синевато-коричневого оттенка к серебристо-белому может указывать, что инструмент больше не режет, а трёт, создавая избыточное тепло. Аналогично, появление чрезмерных заусенцев на детали — верный признак затупления инструмента, который деформирует, а не срезает материал. Это часто требует дополнительных операций, таких как виброобработка и удаление заусенцев, что увеличивает стоимость и время производства.

Контекст эксплуатации и особенности материалов

Допустимый уровень износа сильно зависит от цели операции. При черновой обработке инструмент можно использовать ближе к пределу износа, чтобы максимально использовать его ресурс, если процесс остаётся стабильным. При чистовой обработке инструмент следует заменять задолго до достижения предела износа, чтобы гарантировать стабильное качество деталей. Это ключевой принцип нашего комплексного обслуживания «всё в одном», который обеспечивает плавный переход от механической обработки к последующим этапам, таким как анодирование алюминиевых деталей ЧПУ, без проблем с качеством, вызванных плохим состоянием поверхности.

Кроме того, материал заготовки определяет тип и скорость износа. Абразивные материалы, такие как чугун или композиты, вызывают в основном боковой износ, в то время как жаропрочные сплавы, используемые в нашем сервисе обработки жаропрочных сплавов, способствуют кратерному и выемочному износу. Обработка таких материалов требует более строгих пределов износа и применения современных покрытий инструмента, таких как PVD-покрытия для точных деталей ЧПУ, чтобы продлить срок службы инструмента.