Виды износа токарных пластин

Преждевременный износ снижает функциональность и эффективность инструмента, снижает точность обработки, может негативно отразиться на работе токарного станка. Для определения причины износа токарной пластины, нужно сделать диагностику инструмента. Диагностика позволяет определить, является ли изнашивание естественным процессом или нужно принять меры по работе с оборудованием. Для анализа пластин применяют стереоскопы с 20-кратным и более увеличением.

4 общих типа износа режущих пластин

1. Абразивный износ. Возникает при обработке материалов, содержащих твердые частицы (например, песок или металлическая стружка), которые оказывают механическое воздействие на поверхность пластины. Твердые частицы царапают поверхность инструмента, истирают режущую часть.  Причины возникновения: низкая твердость токарной пластины, повышенная скорость резания, неправильный угол заточки, недостаточная подача охлаждающей жидкости.
2. Диффузионный износ. Возникает при обработке материалов, содержащих легирующие элементы, которые могут диффундировать в поверхностный слой пластины и приводить к ее размягчению. Обычно диффузионный износ начинается при высоких температурах, когда атомы заготовки и инструмента смешиваются друг с другом, меняют физико-химический состав поверхности пластины. Причины возникновения: высокая температура резания, длительное время обработки, высокая скорость резания, неправильный угол заточки.
3. Термический износ. Возникает при обработке материалов, которые при нагреве меняют свою структуру, например, закаленные или термообработанные стали. Причины возникновения: высокая температура резания, неправильная подача охлаждающей жидкости, неправильный угол заточки.
4. Адгезионный износ. Происходит при напаивании трущихся друг о друга поверхностей. Микрочастицы отрываются от поверхности режущей кромки, появляются лунки и впадины на инструменте. Причины возникновения: небольшая температура в зоне резания

Пластины режущие для точения Отрезные и канавочные пластины Сменные пластины для фрез Пластины для сверл Резьбовые пластины

8 видов износа токарных пластин

1. Износ по задней поверхности

Этот вид износа происходит на задней поверхности токарной пластины, которая контактирует с держателем. Тип изнашивания относится к естественным механическим, и его легко распознать. По всей длине режущей кромки пластина истирается равномерно, аналогичен затуплению ножа. Изнашивание начинается, когда микрочастицы или наклепанный материал детали врезается в пластину.

Причины износа по задней поверхности включают:

• Трение на низких скоростях резания;
• Возникновение химических реакций между пластиной и заготовкой на высоких скоростях резания;
• Обработка материалов с абразивными включениями (сплавы карбида, жаропрочные сплавы, ковкий чугун и т.д.).

При естественном стачивании инструмента по задней поверхности износ происходит равномерно, а линия изнашивания тянется по всей режущей кромке. В некоторых случаях частицы заготовки наслаиваются на кромку, что увеличивает визуально размер следа износа.

Как замедлить процесс износа

1. Применяйте пластины из твердых сплавов, устойчивые к выкрашиванию.
2. Оставляйте кромку свободной, чтобы снизить трение и усилие резания.
3. Правильно выставляйте подачу смазочно-охлаждающей жидкости.
4. Иногда можно уменьшить силу резания, однако такое решение отразится на времени цикла.

2. Лункообразование

Образование лунок на пластине – деформация режущей кромки в форме выбоин или лунок.

Причины появления лунок:

• Обработка чугуна, титановых сплавов при обработке на высоких скоростях. Во время обработки происходят химические реакции под воздействием температуры, что приводит к частичному растворению поверхности пластины от стружки.
• Одновременный абразивный и диффузионный износ. Раскаленная стружка стимулирует диффузию микрочастиц карбида вольфрама, появляется лунка в верхней части режущей пластины.

Небольшие лунки считаются безопасными, однако со временем они могут увеличиться в размерах. Большие лунки приводят к выкрашиванию режущей кромки пластины и ее преждевременному износу.

Как замедлить процесс износа

1. Применяйте твердосплавные пластины, устойчивые к выкрашиванию.
2. Оставляйте кромку свободной, чтобы снизить трение и усилие резания.
3. Правильно выставляйте подачу смазочно-охлаждающей жидкости.

3. Наросты на режущей кромке

Наросты появляются, когда микрочастицы заготовки под давлением привариваются к пластине. Они выглядят как блестящие шероховатости на кромке, приводящие к увеличению размера пластины. Наросты могут отломиться вместе с частью пластины, приводят к выкрашиванию режущей кромки, преждевременному износу.

Причины образования наростов:

1. Схожесть химических составов пластины и заготовки.
2. Высокие температуры и давление в области обработки.
3. Работа на малых оборотах, сверление и нарезка резьбы.
4. Обработка вязких металлов, цветных металлов, нержавеющих сталей, жаропрочных сплавов.

Как замедлить процесс износа

• Увеличение скорости резания и подачи;
• Применение твердосплавных пластин с покрытием TiN (нитрида титана);
• Грамотная подача смазочно-охлаждающей жидкости;
• Применение инструмента с ровными поверхностями и геометрией, снижающей усилие на детали.

4. Выкрашивание кромки

Выкрашивание – крошение режущей кромки пластины. В результате, инструмент начинает крошиться и ломаться, следы крошения заметны по всему длине режущей кромки.

Причины выкрашивания:

• Некорректная настройка оборудования;
• Жесткость недостаточная;
• Необходимо заменить шпиндели и подшипники;
• Использование режима прерывистой подачи на станке;
• Наличие абразивных частиц в заготовке;
• Наросты на режущей кромке.

Как замедлить процесс износа

1. Правильная установка инструмента и настройка оборудования;
2. Не допускайте образования наростов на кромке;
3. Применяйте твердосплавные пластины с усиленной геометрией.

5. Пластическая деформация кромки

Изменение формы режущей кромки пластины, изменение размеров инструмента приводит к откалыванию кусков и преждевременному изнашиванию задней поверхности.

Причины деформации:

• Чрезмерный нагрев поверхностей при одновременном механическом давлении. В результате, элементы сплава инструмента становятся вязкими.
• Высокая скорость работы и подачи;
• Обработка твердых и жаропрочных сплавов, заготовок с напайными слоями.

Как замедлить процесс износа

1. Грамотное применение смазочно-охлаждающей жидкости;
2. Применение твердосплавных пластин с повышенной износостойкостью;
3. Уменьшение скорости подачи и обработки;
4. Применение пластин с геометрией, снижающей усилие.

6. Тепломеханические повреждения

Тепломеханические повреждения происходят при одновременном скачке температуры и механического давления. Напряжение приводит к трещинам на режущей кромке, что, в свою очередь, провоцирует выкрашивание.

Причины тепломеханических повреждений:

• Прерывистое резание при токарной или фрезерной обработке;
• Прерывистая подача смазочно-охлаждающей жидкости.

Как замедлить процесс износа:

1. Не допускайте прерывистой подачи СОЖ;
2. Уменьшите скорость обработки и подачи;
3. Используйте твердосплавные пластины с геометрией, предотвращающей перегрев поверхностей.

7. Образование бороздок

Зазубривание – появление бороздок на уровне глубины резания.

Причины образования бороздок:

• При обработке заготовок из абразивных материалов режущая кромка начинает выкрашиваться или обдираться.
• При обработке окисленных и литых материалов, поверхностей с наклепанным металлом;
• При обработке заготовок нестандартной формы.

Как замедлить процесс износа:

1. Меняйте глубину резания при проходах;
2. Повышайте обороты при обработке жаропрочных сплавов;
3. Уменьшайте скорость подачи;
4. Используйте пластины с большим заходным углом;
5. Своевременно устраняйте наросты на режущей кромке.

8. Механическое разрушение

Преждевременный механический износ пластины.

Причины механического разрушения:

• Все стандартные виды изнашивания, кроме износа по задней кромке;
• Внешнее усилие и давление больше внутреннего запаса прочности и износостойкости режущей кромки пластины.

Как замедлить процесс износа:

• Применяйте твердосплавные пластины, ударопрочные;
• Уменьшите глубину резания и скорость подачи;
• Выбирайте пластины с усиленной геометрией;
• Меняйте жесткость установки пластины, проверяйте заготовки на наличие твердых включений.

Диагностику пластин нужно проводить своевременно. Если следить за состоянием режущих пластин, можно повысить производительность станка, повысить срок службы и износостойкость инструмента.