Стойкость режущего инструмента.Определение стойкости

Под стойкостью режущего инструмента в металлообработке понимается время непрерывной работы инструмента от переточки до переточки, либо до выхода из строя.

В ленточном пилении стойкость ленточного полотна оценивается по общему количеству отрезанного материала (м²), но чаще всего – по количеству материала на один метр погонный полотна пилы (м²/м. пог.), а также по количеству отрезанных заготовок (шт.; резов).

Как правило, основными критериями выхода ленточных пил из строя являются:
- разрушение зубьев пилы на участке полотна длиной более 100 мм;
- разрыв полотна пилы;
- отклонение от прямолинейности пропила («увод») вследствие износа режущих кромок зубьев;
- износ или смятие спинки полотна пилы;

Специалисты экономических и коммерческих служб каждого предприятия стараются минимизировать финансовые затраты на обеспечение производства. Это относится и к покупному режущему инструменту. В связи с этим к нему предъявляется такое условие как максимально возможный срок службы при минимальных финансовых затратах. Одной из задач же технических специалистов и обслуживающего персонала, - обеспечить выполнение и соблюдение всех необходимых требований, чтобы это условие выполнялось, т.е. обеспечить максимально возможный срок службы (стойкость) металлорежущего инструмента и при этом сохранить требуемую производительность, и технологию.

Стойкость ленточных пил в значительной мере зависит от совокупности таких факторов, как:

1. Точность выбора параметров режимов резания: скорости резания (м/мин), производительности (см2/мин).

Здесь следует учитывать, что для каждой группы материалов и типоразмеров заготовок, в справочных данных каждого производителя ленточных полотен, существуют рекомендованные диапазоны режимов резания. Принимая минимальные значения диапазона, получаем наибольшую стойкость полотна пилы, но низкую производительность, и наоборот, при максимальных значениях режимов резания, - высокая производительность, но меньшая стойкость инструмента.

Например, для биметаллических пил Wikus, при пилении круглой заготовки Ø 100 мм из стали 45, рекомендуются следующие режимы резания:
- скорость резания: V = 65 – 75 м/мин;
- производительность: Q = 41 – 67 см²/мин.

Для обеспечения наибольшей стойкости пилы принимаем меньшие значения диапазона: V = 65 м/мин; Q = 41 см²/мин. (время реза составит 1,9 минут), Для повышения производительности пиления – бóльшие значения: V = 75 м/мин; Q = 67 см²/мин (время реза составит 1,2 минуты).

2. Правильности подбора параметров ленточного полотна: типоразмеров, материала, марки, формы зуба, шага зубьев в зависимости от формы и материала отрезаемых заготовок.

Шаг зубьев полотна пилы обязательно должен соответствовать габаритам заготовки (пакета заготовок), a форма зубьев пилы – марке обрабатываемого материала. Например, для металлов, образующих короткую стружку, хрупких материалов из высокоуглеродистых, инструментальных сталей и чугунов, тонкостенных профилей следует применять пилы со стандартным зубом «S» у которого передний угол 0°, а для сплошных вязких материалов, дающих удлиненную стружку, железонесодержащих металлов и сплавов следует применять пилы, имеющие положительный передний угол 12 – 15°, так называемый зуб – «крючок» «К». Это связано с тем, что данные материалы склонны к образованию наклепа.

Для пиления труднообрабатываемых, жаропрочных, нержавеющих, титановых и никелевых сплавов, целесообразно применять твердосплавные ленточные пилы (с твердосплавными напайными пластинами на зубьях). Это позволит увеличить стойкость и производительность как минимум в 3 – 5 раз.

3. Марки материала и формы обрабатываемых заготовок, а также качества материала заготовок.

При пилении биметаллическими пилами труднообрабатываемых металлов и сплавов, стойкость их может снижаться в несколько раз, либо инструмент практически сразу выйдет из строя. В этом случае целесообразно применение твердосплавных пил.

Кроме того, значительно снижает стойкость инструмента наличие в структуре заготовки песка, раковин, неоднородной твердости, а также наличие на поверхности заготовок окалины.

При пилении пакетов заготовок, необходимо следить за надежностью его крепления в зажимном устройстве станка, поскольку проворачивание хотя бы одной заготовки в пакете, приводит к выкрашиванию режущих кромок зубьев пилы и преждевременному выходу ее из строя.

При разрезании тонкостенных труб и профилей на режущие кромки зубьев действуют неравномерные и ударные нагрузки из-за того, что первоначально режется сплошная часть заготовки (например, у трубы), а затем зона резания смещается на тонкие стенки. Из – за этого происходит увеличение вибрационной составляющей резания и как следствие, - микроскалывания режущих кромок зубьев. В связи с этим, наблюдается до 50 – 60% падение ожидаемой стойкости инструмента.

4. Конструктивных особенностей ленточноотрезного оборудования.

Для основных серийных производств, требуются промышленные высокопроизводительные станки с жесткой двухколонной конструкцией и наличием устройств обратной связи. Для небольших и вспомогательных производств подойдут станки – упрощенные двухстоечные либо с консольным расположением пильной рамы. Ширина полотна – важный фактор увеличения возможностей ленточного пиления, повышения стойкости, производительности и мощности (режущей способности).

5. Технического состояния ленточного оборудования и его отдельных узлов (узла натяжения, шкивов и подшипников, твердосплавных и роликовых направляющих, равномерности и плавности опускания пильной рамы).

Необходимо периодически контролировать и проверять усилие натяжения ленточного полотна с помощью тензиометра. В зависимости от ширины полотна, оно должно быть в пределах 180 – 300 Н/мм². Это предотвратит преждевременный выход пилы из строя.

Шкивы должны находиться в одной плоскости параллельно друг другу, не иметь биения и регулярно очищаться от стружки.

Зазор между твердосплавными направляющими пластинами и полотном пилы должен быть отрегулирован согласно паспортным данным станка.

Пильная рама должна быть жестко закреплена на станине и плавно перемещаться по направляющим станка без рывков и «провалов».