В машиностроительном производстве, где каждый микрон имеет значение, а эффективность производства напрямую зависит от скорости и качества, одним из ключевых, но порой недооцененных факторов, напрямую определяющих как экономическую эффективность производства, так и качество выпускаемой продукции, является состояние режущего инструмента. Зачастую незначительное изменение характеристик инструмента может привести к каскаду негативных последствий, влияющих как на точность изготавливаемых деталей, так и на общую производительность производственного процесса.
Данная статья посвящена влиянию износа инструмента на точность и производительность, а также предложений возможных рекомендаций по снижению данного влияния.
Механизмы износа режущего инструмента представляют собой совокупность физических, химических и термических процессов, которые вызывают деградацию инструментальных свойств и геометрии при эксплуатации. Основные виды износа выделяются как термический, механический и химический, каждый из которых играет существенную роль в ухудшении характеристик инструмента и, следовательно, в снижении качества и эффективности механической обработки [1, 2].
Термический износ обусловлен высокими температурами, возникающими в зоне резания вследствие трения и деформации материала. Эти температуры приводят к микроокислению, образованию окисных пленок и структурным изменениям металла инструмента, что вызывает потерю твердости и ухудшение геометрии режущей кромки. Влияние термического износа наиболее заметно при обработке трудных материалов или при высоких скоростях резания, где температура превышает критические значения срока службы инструмента [3-5].
Механический износ возникает вследствие абразивного, износного и усталостного воздействия механических сил, распределяемых по поверхности резания. Происходит стирание материала инструмента вследствие трения с обрабатываемым материалом или частиц, внедряющихся в структуру инструмента. Особенно значителен абразивный износ при обработке твердых сплавов и композитных материалов, где твердые включения и частички вызывают интенсивное стирание поверхности инструмента [5–10].