Оптимизировать или заменить инструменты? 5 ключевых вопросов, которые должен задать каждый оператор

Независимо от того, называете ли вы их инструментами для обслуживания или общего назначения, необходимо знать, когда заменять режущий инструмент и чем его заменить.

Отделы технического обслуживания и ремонта, прототипирования и разработки, академические и государственные исследовательские учреждения — это лишь некоторые из производственных сред, где операторы станков не являются профессиональными токарями, а являются механиками, конструкторами, профессорами университетов или их студентами, чье понимание базовых практик обработки и применения режущего инструмента часто неполно.

К сожалению, в таких ситуациях режущий инструмент часто применяется неправильно. Износ и повреждение режущих кромок, которые в серийном производстве сразу бы дали тревогу, здесь либо не замечаются, либо неправильно интерпретируются. Используются неверные сорта или геометрия, а неправильные подачи, скорости и глубины резания лишь усугубляют положение. Результат — отходы и потеря времени, при этом производительность цехов остается низкой, хотя они испытывают те же давления, что и квалифицированные CNC-производства.

Хорошая новость в том, что обработка — не ракетостроение. С небольшой подготовкой и правильным режущим инструментом практически каждый может изготавливать качественные детали, обеспечивать допустимый срок службы инструмента и, главное, безопасно работать на станках.

В этой статье предлагаются вопросы, которые стоит задать при оценке инструментальных решений вашего цеха — независимо от его размера или уровня опыта — и нужно ли обновлять режущий инструмент или пересматривать весь инструментальный склад:

Вопрос №1: Режущая кромка не выглядит слишком плохо, а сверло, фреза или раскаиватель все еще режут. Как узнать, когда заменить режущий инструмент, и был ли мой текущий инструмент правильным выбором?

Признаков износа режущего инструмента множество: зазубрины или затупление кромок, износ по носу на линии глубины резания, изменение цвета инструмента или заготовки, нагар на режущих поверхностях, плохое качество детали и шероховатость поверхности, повышенный шум шпинделя — список длинный, и даже опытные токары иногда ошибочно диагностируют проблему. К счастью, существует множество онлайн-ресурсов, печатных материалов и обучающих программ, помогающих устранить неисправности режущего инструмента, все они подчеркивают важность периодического осмотра инструментов, а затем корректировки режимов резания или смены сорта, покрытия или геометрии при необходимости.

«Производители режущего инструмента постоянно выпускают новые и более совершенные технологии, поэтому важно оставаться в курсе, но не менее важны и грамотные практики обработки», — говорит Джейк Резерфорд, инженер по НИОКР в KYOCERA SGS Precision Tools Inc. «Это означает использование минимально возможной длины надреза, обеспечение правильных подач и скоростей для материала, а также критически важное регулярное техническое обслуживание держав».

Вопрос №2: Сегодня мы режем алюминий, завтра — нержавейку. Нам действительно нужны специальные сорта или покрытия для каждого материала? Почему бы не использовать инструмент общего назначения или для обслуживания и просто снизить скорости и подачи, чтобы выполнить задачу?

Это справедливый вопрос, и в некоторых случаях ответ именно такой — пожертвовать производительностью ради выполнения работы. Однако подход «сделай как-нибудь» может привести к большим проблемам в будущем.

Изношенные или поврежденные инструменты увеличивают нагрузку на дорогое оборудование, возможно, вызывая повреждение подшипников шпинделя и электрических компонентов. Они также могут повредить заготовку, генерируя достаточно тепла для закалки материала или неожиданно ломаясь глубоко внутри отверстия. Последнее событие может травмировать и оператора, поэтому критически важно избегать перегрузки инструментов.

«Допустим, вам нужно просверлить серию отверстий в детали из нержавеющей стали или суперсплава, и вы сжигаете кучу инструментов», — говорит Тим Грибно, специалист технической поддержки в Greenfield Industries. «Многие не знают, что существуют режущие инструменты, специально разработанные для этих материалов, и переход на них может сэкономить кучу времени и денег».

Вопрос №3: Но высокопроизводительный и специализированный инструмент намного дороже того, что мы покупали. Как обосновать дополнительные затраты?

Как только что отметил Грибно, большие расходы на оптимизированное режущее решение в долгосрочной перспективе экономят деньги.

Резерфорд из KYOCERA SGS подтверждает это, указывая, что расходы на режущий инструмент составляют от 3% до 5% от общей себестоимости детали; поэтому снижение стоимости инструмента на 30% или увеличение его срока службы на 50% уменьшает себестоимость детали всего примерно на 1%. Намного важнее время цикла.

«Именно поэтому ключ к более высокой рентабельности практически в любой ситуации — выбор высокопроизводительных инструментов, оптимизированных для конкретного применения», — говорит он. «Например, небольшая доплата за покрытый инструмент почти всегда оправдана, как и переход на инструмент с большим количеством зубьев для финишных операций. Оба способа сокращают время цикла, что означает больше готовой продукции в конце дня».

Вопрос №4: Всё это имеет смысл, но у кого есть время исследовать новые режущие инструменты и учиться их применять. Есть предложения?

Это не так сложно, как может показаться. Помимо упомянутых обучающих ресурсов, Резерфорд и Грибно оба предложили, что помощь — всего лишь в телефонном звонке. Однако цехам стоит выделить время для тестирования новых сортов и геометрий. Они часто требуют более агрессивных режимов резания, чем ожидается, и если применять их неправильно, даже оптимизированный инструмент выйдет из строя.

«Многие заводы останавливаются раз в год на техническое обслуживание станков», — говорит Грибно. «Это отличное время, чтобы перебрать инструментальный склад, оценить, что работает, а что нет, и провести тестирование и оптимизацию новых инструментов. Это может принести большие выгоды при повторном запуске цеха».

Вопрос №5: Что делать с этой коробкой старых сверл и фрез? А как насчет моих держав? Им тоже нужна замена?

Ответим на второй вопрос первым: вполне возможно. Державы с вмятинами и царапинами на посадочных поверхностях или с ржавчиной (фриттингом) должны быть утилизированы. Иначе это приведет к низкому сроку службы инструмента и плохому качеству деталей, а также может повредить станок. Как и с режущим инструментом, на замену следует использовать только качественные державы. Что касается коробки «уставших солдат» на дне большинства ящиков для инструментов, Дрю Страучен, вице-президент GWS Tool Group, предлагает отправить их ему.

«Цехи обслуживания — идеальное место для использования восстановленных инструментов», — говорит он. «Мы переточим их за долю стоимости нового инструмента и можем нанести покрытия или специальные точилки для повышения эффективности. Главное — не доводить исходные инструменты до точки невозврата, иначе их нельзя будет спасти. В общем, из хорошо ухаживаемого инструмента можно получить гораздо больше переточек, чем из эксплуатированного без заботы. Около 10% нашего бизнеса — это восстановление инструментов, и MSC — один из наших предпочтительных партнеров в этом направлении, а также по изготовлению специального режущего инструмента».

Какие вопросы вы задаете при оценке инструментальных решений вашего цеха? Поделитесь мыслями и наблюдениями в комментариях ниже.

Знаете ли вы, когда пора оптимизировать или заменить свои инструменты?

Для цехов с ЧПУ критически важно знать, когда заменять режущий инструмент и чем его заменять.

Повреждения инструмента, которые в серийном производстве сразу бы дали тревогу, иногда упускаются или неправильно понимаются.

Некачественный инструмент приводит к отходам и потере времени.

Какие стратегии или технологии вы используете, чтобы держать свои инструменты в лучшем состоянии? Поделитесь своим опытом в опросе ниже.

Что вы делаете, чтобы поддерживать свои режущие инструменты в наилучшем состоянии?