Jak ocenić stan narzędzi skrawających

Zużycie narzędzi skrawających

Zużycie narzędzi skrawających, takich jak frezy, noże tokarskie, frezy ślimakowe czy dłutaki Fellowsa, jest nieodłącznym elementem procesu obróbki skrawaniem. W miarę jak narzędzia są wykorzystywane do pracy, ich ostrza stopniowo tracą swoją wydajność, co prowadzi do obniżenia jakości obróbki i wydłużenia czasu pracy.

Proces zużycia narzędzi skrawających

Każde narzędzie skrawające podlega procesowi zużycia w wyniku kontaktu z obrabianym materiałem. Główne mechanizmy, które odpowiadają za zużycie to: tarcie, deformacja plastyczna i wysoka temperatura. W wyniku tych czynników narzędzie stopniowo traci swoje właściwości skrawające. Zużycie narzędzi można podzielić na kilka etapów:

Zużycie początkowe – następuje tuż po rozpoczęciu pracy i wiąże się z usunięciem mikroskopijnych nierówności na powierzchni ostrza.
Stabilne zużycie – charakteryzuje się powolnym i równomiernym ścieraniem narzędzia.
Zużycie krytyczne – to moment, w którym narzędzie gwałtownie traci swoje właściwości skrawające, co prowadzi do konieczności jego wymiany lub regeneracji.

Zużycie frezów

Frezowanie to proces, w którym narzędzie obraca się wokół swojej osi, jednocześnie wykonując ruch postępowy względem obrabianego materiału. Frezy zużywają się głównie w wyniku tarcia pomiędzy krawędzią skrawającą a obrabianym materiałem. Najczęstszym objawem zużycia frezów jest wytarcie ostrza, które prowadzi do zmniejszenia precyzji obróbki. Na szybkość zużycia frezów wpływają:

Kąt natarcia – większy kąt natarcia zmniejsza siły skrawania, co redukuje zużycie, jednak zbyt duży kąt może prowadzić do pogorszenia jakości obróbki.
Kształt ostrza – ostrza o bardziej zaokrąglonym profilu są bardziej odporne na mikropęknięcia, co zwiększa ich trwałość.
Ostrość ostrza – zbyt tępe ostrze zwiększa tarcie, co prowadzi do szybszego nagrzewania i szybszego zużycia narzędzia.

Zużycie noży tokarskich

W przypadku noży tokarskich, które służą do toczenia, zużycie jest nieco inne. Główne uszkodzenia to wytarcie wierzchołka oraz powstawanie wykruszeń na krawędzi skrawającej. Dzieje się tak w wyniku dużych sił skrawania i wysokich temperatur powstałych podczas pracy. Kluczowymi parametrami wpływającymi na żywotność noży tokarskich są:

Materiał obrabiany – twardsze materiały, takie jak stal nierdzewna czy stopy tytanu, powodują szybsze zużycie narzędzi.

Prędkość skrawania – im większa prędkość, tym wyższa temperatura, co przyspiesza zużycie narzędzia.

Kąt natarcia – podobnie jak w przypadku frezów, większy kąt natarcia zmniejsza siły skrawania, co korzystnie wpływa na żywotność narzędzia.

Zużycie narzędzi obwiedniowych (frezy ślimakowe i dłutaki Fellowsa)

Frezy ślimakowe oraz dłutaki Fellowsa są stosowane do obróbki kół zębatych, gdzie wymagana jest wysoka precyzja. Ze względu na skomplikowaną geometrię narzędzia oraz długotrwały proces obróbki, zużycie tych narzędzi jest szczególnie istotnym problemem. Najczęstszymi typami zużycia są:

Ścieranie krawędzi skrawającej – prowadzi do zmniejszenia dokładności wymiarowej obrabianych elementów.
Deformacja plastyczna ostrza – wynikająca z wysokich temperatur, które prowadzą do zmiękczenia narzędzia.
Powstawanie pęknięć termicznych – w wyniku nagłych zmian temperatury.

Zużycie tych narzędzi jest silnie zależne od takich czynników, jak:

Kształt ostrza – bardziej zaawansowane profile ostrza mogą poprawić trwałość narzędzia, ale jednocześnie zwiększają jego podatność na wykruszenia.
Ostrość płytek skrawających – ostre krawędzie skutecznie zmniejszają tarcie, ale są bardziej podatne na uszkodzenia mechaniczne, np. wykruszanie się.

Przyczyny zużycia narzędzi skrawających

Narzędzia skrawające zużywają się głównie w wyniku:

Tarcia – pomiędzy powierzchnią narzędzia a obrabianym materiałem.
Wysokiej temperatury – powstającej podczas obróbki, szczególnie w przypadku pracy z dużą prędkością skrawania.
Zmęczenia materiału – spowodowanego długotrwałym oddziaływaniem sił skrawania, co prowadzi do mikropęknięć i wykruszeń ostrza.

Dodatkowo, jednym z najczęstszych czynników prowadzących do uszkodzeń narzędzi są kolizje. Kolizje mogą wystąpić na skutek błędów w ustawieniach maszyny lub niewłaściwej obsługi i prowadzą do natychmiastowego uszkodzenia ostrza, co często wymaga jego wymiany.

Do najczęstszych uszkodzeń narzędzi skrawających należą:

Wytarcie krawędzi skrawającej – wynikające z długotrwałego tarcia pomiędzy ostrzem a obrabianym materiałem.
Złamanie lub wykruszenie ostrza – spowodowane przeciążeniem mechanicznym lub uderzeniem narzędzia o obrabiany materiał.
Pęknięcia termiczne – które pojawiają się w wyniku gwałtownych zmian temperatury, na przykład przy niewystarczającym chłodzeniu.

Jak zminimalizować zużycie narzędzi?

Aby zredukować zużycie narzędzi skrawających, zaleca się:

Stosowanie odpowiednich parametrów obróbki, takich jak prędkość i posuw, dopasowanych do rodzaju materiału i narzędzia.
Regularne kontrolowanie ostrości ostrzy oraz ich odpowiednia regeneracja.
Używanie chłodziwaDobór właściwego chłodziwa (najczęściej mieszaniny wody i oleju) o właściwych parametrach, aby zminimalizować nagrzewanie się narzędzia.

Regeneracja narzędzi skrawających

Regeneracja narzędzi skrawających to proces przywracania narzędziom ich pierwotnych właściwości skrawających po tym, jak uległy one zużyciu w wyniku normalnej eksploatacji. Regeneracja ma kluczowe znaczenie w utrzymaniu wysokiej efektywności produkcji i jest znacznie tańszą alternatywą niż zakup nowych narzędzi. Odpowiednio przeprowadzona regeneracja nie tylko wydłuża żywotność narzędzi, ale również poprawia jakość obróbki oraz redukuje koszty związane z przestojami maszyn i wymianą narzędzi.

Dlaczego regeneracja jest tak ważna?

W procesie skrawania narzędzia są narażone na intensywne obciążenia mechaniczne, cieplne i chemiczne, co prowadzi do ich stopniowego zużycia. Kluczowe powody, dla których warto regenerować narzędzia skrawające, to:

Oszczędność kosztów – regeneracja jest zazwyczaj znacznie tańsza niż zakup nowych narzędzi, a dobrze przeprowadzone odnowienie narzędzia może przywrócić nawet do 90% jego pierwotnych właściwości.
Redukcja odpadów – regeneracja przyczynia się do zmniejszenia ilości odpadów metalowych, co ma pozytywny wpływ na środowisko.
Utrzymanie wysokiej jakości obróbki – narzędzie, które jest na bieżąco odnawiane, zachowuje optymalne właściwości skrawające, co przekłada się na lepszą precyzję i jakość wykończenia obrabianych powierzchni.
Zwiększenie efektywności produkcji – narzędzia po regeneracji pracują dłużej i stabilniej, co redukuje liczbę nieplanowanych przestojów.

Kiedy warto regenerować narzędzie?

Decyzja o regeneracji narzędzia powinna być podjęta na podstawie analizy kosztów i korzyści. W NETCOM prowadzimy profesjonalne doradztwo i podejmujemy działania tak, by jak najszybciej narzędzia wróciły do spełniania swoich zadań. Zasadniczo, narzędzia warto regenerować, gdy:

Zużycie narzędzia nie przekroczyło krytycznych wartości, a uszkodzenia ostrza są w zasięgu technik regeneracyjnych.
Koszty regeneracji są niższe niż zakup nowego narzędzia.
Narzędzie ma wysoką wartość lub jest trudne do zastąpienia nowym modelem, co ma często miejsce w przypadku narzędzi specjalnych.