От износостойкости инструмента зависит весь процесс металлообработки — производительность оборудования, вероятность ошибки, многие экономические факторы. Умение грамотно спрогнозировать, когда следует заменить инструмент и провести техническое обслуживание, избавляет от простоев станка, его поломки и брака детали, которые могут стоить производителю больших издержек. Мы попросили специалистов Sandvik Coromant рассказать, какие факторы влияют на срок службы инструмента и как его увеличить.

 Износостойкость металлорежущего инструмента во многом зависит от условий обработки, типа крепления заготовки и особенностей оборудования. Если режимы обработки подобраны без учёта параметров заготовки или самого инструмента, срок его службы существенно уменьшается. Важно правильно выбрать геометрию и форму режущего инструмента. Например, двухсторонняя пластина без заднего угла имеет преимущество по ресурсу, по сравнению с односторонней пластиной с задним углом. Однако при обработке не жестко закрепленных или склонных к возникновению вибраций заготовок она будет работать с меньшим ресурсом из-за более высоких сил резания и возникающих вибраций, при этом будет велик риск поломки. Снижает срок службы инструмента и возраст станка — чем он старше, тем меньше жёсткость и тем большие вибрации возникают в процессе обработки. То же самое происходит и при недостаточно надежно закреплённой заготовке. Совокупность этих факторов ухудшает прогнозируемость, поэтому часто инструмент служит намного меньше заявленного ресурса на рекомендуемых режимах обработки или вовсе ломается в самом начале.

 Кроме этого, на срок службы инструмента влияют материал, из которого он изготовлен, материал заготовки и условия обработки. К примеру, интенсивное теплообразование, выделяемое во время процессов резки закалённых материалов, значительно снижает ресурс режущей кромки инструмента. По этой причине важно знать, для каких операций подходит тот или иной инструментальный материал, потому что каждый обладает различными сочетаниями твёрдости, прочности и износостойкости. В Sandvik Coromant для идентификации и описания материалов различных поставщиков и стандартов используется система кодов CMC (Coromant Material Classification). В ней всё классифицировано по степени обрабатываемости, химической стабильности и другим параметрам, что позволяет правильно выбрать материал для той или иной операции и использовать соответствующие режимы обработки.

 Увеличить износостойкость инструмента можно за счёт правильного использования инструментальных материалов с покрытием. Сплавы с покрытием CVD — это первый выбор для широкого диапазона операций, в которых важное значение имеет износостойкость. Такие операции выполняются в рамках общего точения и растачивания стали, при котором стойкость к лункообразованию обеспечивается за счёт толстого покрытия CVD, а также общего точения нержавеющей стали и фрезерования материалов групп ISO P, ISO M, ISO K. Что касается сверления, то сплавы с покрытием CVD используются, как правило, в периферийных пластинах. В современных покрытиях CVD комбинируются слои MT-Ti(C,N), Al2O3 и TiN. Свойства покрытий непрерывно оптимизируются за счёт изменения микроструктуры и дополнительной обработки с целью улучшения адгезии, прочности и износостойкости материала. Сплавы с покрытием PVD рекомендуются для получения прочных, но острых режущих кромок, а также для инструментов используемых при обработке материалов, склонных к налипанию. Такие инструменты широко распространены и включают все цельные твердосплавные фрезы и сверла, а также множество инструментов для фрезерования, нарезания резьбы и обработки канавок. Сплавы с покрытием PVD активно используются при чистовой токарной обработке, а также в качестве сплава для центральной пластины при сверлении.

 Однако стандартные сплавы тоже не всегда могут гарантировать отличный результат и долгий срок службы инструмента. К примеру, часто нестабильность процесса фрезерования при обработке глубоких полостей или с применением СОЖ приводит к отслаиванию покрытия режущей пластины и выкрашиванию режущей кромки. Для решения этой проблемы разрабатываются новые сплавы, состоящие из мелкозернистой основы с высоким содержанием хрома и PVD-покрытия. Для производства таких сплавов нужны особые технологии, поэтому в Sandvik Coromant разработали инновационный метод Zertivo™, позволяющий изготавливать каждый сплав в индивидуальных для него условиях. Это улучшает адгезию между основой и покрытием и в итоге повышает качества режущей кромки. Для оптимизации точения в сложных условиях, например, при производстве железнодорожных колёс, Sandvik Coromant использует обновлённые сплавы, созданные при помощи технологии Inveio®, которая даёт возможность контролировать направление роста кристаллов в слое покрытия из оксида алюминия, что выводит режущие пластины на новый уровень износостойкости и долговечности.

 Когда речь идёт о монолитном металлорежущем инструменте, важно помнить, что в большинстве случаев его можно восстановить до изначальных параметров. Sandvik Coromant закладывает эту опцию на стадии проектирования, поэтому процедура восстановления исходной геометрии и покрытия может проводиться до трёх раз. Это не только продлевает срок службы инструмента, но и существенно сокращает расходы на покупку нового.