Почему крошатся токарные пластины: виды износа и способы их устранения

Крошение режущей кромки — одна из самых частых проблем при токарной обработке. Это не просто преждевременный выход инструмента из строя, а сигнал о нарушении технологии или неправильном выборе пластины. В этой статье я, как технолог производства, разберу основные виды износа токарных пластин, причины крошения и дам практические рекомендации по устранению.

Основные виды износа токарных пластин

Износ режущего инструмента неизбежен, но характер износа может многое сказать о процессе. Различают несколько основных видов: износ по задней поверхности, лункообразный износ на передней поверхности, деформация кромки, выкрашивание и крошение. Каждый из них имеет свои причины и требует разных подходов к устранению.

Износ по задней поверхности

Это наиболее распространённый вид износа, возникающий при трении задней поверхности пластины о заготовку. Характеризуется появлением фаски износа на задней поверхности. Допустимая величина износа зависит от типа обработки и материала. Для чистовой обработки она составляет 0,2–0,4 мм, для получистовой — 0,4–0,6 мм, для черновой — до 1,0 мм. Если своевременно не заменить пластину, износ переходит в критический и может вызвать крошение.

Лункообразный износ

Возникает на передней поверхности пластины в зоне контакта стружки. Причины — высокая температура и давление стружки. Лунка может ослабить режущую кромку, особенно если она приближается к ней. Это часто приводит к выкрашиванию. Контролировать лункообразный износ можно, выбирая пластины с более износостойким покрытием или с оптимизированной геометрией стружколома.

Выкрашивание и крошение кромки

Выкрашивание — это местное разрушение режущей кромки в виде сколов. Крошение — более обширное разрушение, когда кромка выкрашивается по всей длине. Эти дефекты часто возникают из-за ударных нагрузок, прерывистого резания, недостаточной жёсткости системы или неправильного выбора марки сплава и геометрии пластины.

Причины крошения токарных пластин

Крошение — это следствие комплекса факторов. Рассмотрим основные из них.

Ударные нагрузки — при обработке с ударами (например, при точении с припуском) или прерывистом резании кромка испытывает циклические нагрузки, что приводит к микротрещинам и выкрашиванию.
Недостаточная жёсткость — слабое крепление заготовки или инструмента, большие вылеты резца увеличивают вибрации, которые разрушают кромку.
Неправильный выбор марки сплава — слишком твёрдый сплав при ударах даёт хрупкое разрушение, слишком мягкий — быстро изнашивается и деформируется.
Неверная геометрия пластины — неподходящий радиус при вершине, форма пластины, стружколом — влияют на прочность кромки и направление стружки.
Нарушение режимов резания — завышенная подача или глубина резания создают чрезмерные нагрузки, а низкая скорость резания может вызвать наростообразование и вибрации.
Износ инструмента — работа пластиной с уже появившимся износом часто заканчивается крошением.

Способы устранения крошения

Чтобы избежать крошения, важно системно подойти к проблеме. Вот основные шаги:

Проверьте режимы резания. Скорректируйте подачу и глубину резания в соответствии с рекомендациями для выбранной пластины. Уменьшите скорость резания при ударных нагрузках.
Увеличьте жёсткость системы. Укоротите вылет резца, используйте более жёсткое крепление заготовки, проверьте состояние станка.
Выберите правильную геометрию пластины. Для прерывистого резания предпочтительны пластины с более прочной кромкой — отрицательным передним углом, большим радиусом при вершине.
Подберите марку сплава. Для ударных нагрузок лучше использовать более вязкие сплавы, например, с покрытием PVD или с повышенным содержанием кобальта.
Используйте пластины с износостойким покрытием. Современные покрытия, такие как CVD или PVD, повышают стойкость к износу и уменьшают вероятность крошения.

Практические рекомендации по выбору пластин

На нашем производстве мы часто используем пластины GESAC. Например, Пластина CNMG120408-EM GST7120 GESAC с покрытием GST7120 отлично зарекомендовала себя при обработке сталей. Это универсальная пластина для материалов типа P, с формой ромб 80°, негативным задним углом, классом допуска M, длиной режущей кромки 12,70 мм, толщиной 4,76 мм и радиусом при вершине 0,80 мм. Стружколом EM обеспечивает хорошее дробление стружки при средних режимах.

Для чистовой обработки с высокими требованиями к качеству поверхности мы часто выбираем Пластина CNMG120408-HK GP1225 GESAC. Сплав GP1225 и стружколом HK оптимизированы для получистовых и чистовых операций, что снижает риск вибраций и крошения.

Для обработки с прерывистым резанием или с ударными нагрузками, когда крошение особенно вероятно, стоит использовать пластины с более прочной кромкой, например, Пластина SNMG120408-SM GS3115 GESAC. Это квадратная пластина с углом 90°, также негативная, с классом допуска M, толщиной 4,76 мм и радиусом 0,80 мм. Она предназначена для получистовой обработки и имеет стружколом SM, который хорошо работает при переменных припусках.

Типичные ошибки технологов при работе с пластинами

Часто крошение — результат типовых ошибок. Например, неправильный выбор радиуса при вершине. Если радиус слишком мал, кромка ослаблена; если слишком велик — возможны вибрации. Для черновой обработки выбирайте радиус больше (1,2 мм и более), для чистовой — меньше (0,4–0,8 мм). Также важно не использовать пластины с износом более допустимой величины — это прямой путь к крошению.

Ещё одна ошибка — пренебрежение СОЖ. Недостаточное охлаждение приводит к перегреву и термическому растрескиванию кромки. Убедитесь, что подача СОЖ достаточна и направлена точно в зону резания.

Не забывайте, что каждая пластина имеет свою оптимальную область применения. Универсальные пластины, такие как CNMG120408-EM GST7120, хороши для большинства задач, но в сложных условиях лучше использовать специализированные решения.

Заключение

Крошение токарных пластин — проблема решаемая, если подойти к ней системно. Анализируйте вид износа, корректируйте режимы, выбирайте правильную геометрию и марку сплава. В каталоге нашего сайта вы найдёте широкий выбор пластин GESAC, которые помогут вам повысить стойкость инструмента и производительность обработки.