Възстановяване на металорежещи инструменти

Инструменти, материалиСп. Инженеринг ревю - брой 5/2019 • 24.07.2019

Възстановяване на металорежещи инструменти
Възстановяване на металорежещи инструменти
Възстановяване на металорежещи инструменти

Всички режещи инструменти в крайна сметка се износват или счупват. Това колко дълъг ще бъде животът на инструмента, преди той да бъде бракуван, зависи от експлоатацията. Презаточването на режещите инструменти е добре установена практика, но въпросът е кога това има смисъл вместо закупуване на нов инструмент. Компаниите могат да спестят от 35 до 80 процента от цената на нов режещ инструмент чрез презаточване на стария. Това е възможност, която всеки потребител на карбидни и HSS (високоскоростни стоманени) ротационни инструменти е добре да вземе под внимание. Разбира се, има много променливи в уравнението: геометрията, подложката, покритието, износването, повредата и приложението на инструмента играят важна роля в решението за повторното му заточване.

Прешлайфането, ремонтът и други подновявания на режещите инструменти и свързаната с тях инструментална екипировка са популярно решение в металообработката. Ремонтираният инструмент обикновено функционира толкова добре, колкото и новият, като същевременно струва значително по-малко, когато ремонтът е извършен правилно. Целта на ремонта е намаляване на разходите, тъй като животът на ремонтирания инструмент в повечето случаи е равен на живота на новия. Въпреки това не всички производители на детайли са наясно с икономиите, които предлага една програма за ремонт на режещи инструменти без компромис с тяхното качество.

 

Оценка на възстановяемостта

Един доста разбираем аспект на програмата за ремонт на инструменти е определянето на това кои повредени инструменти трябва да бъдат изпратени за ремонт. В повечето случаи клиентите просто изпращат всички повредени инструменти на ремонтните екипи, които определят какво трябва и какво не трябва да се ремонтира. Около 99% от повредените индексируеми инструменти подлежат на възстановяване и решението се взема посредством различни техники за инспекция. Инструментите, които биха били бракувани само преди няколко години, днес могат да бъдат поправени благодарение на подобрените техники. Това включва инструменти с напълно прегорели джобове и силно повредени отвори с резби.

Разбира се, някои инструменти не могат да се поправят, например индексируемите свредла, които са били счупени по средата при работен инцидент. От друга страна, някои инструменти, които изглеждат ремонтируеми на пръв поглед, са изкривени, огънати или имат микропукнатини по работните повърхности, които могат да компрометират целостта на инструмента, даже ако бъдат поправени. Други модели, като инструментите за рязане с тънкостенни джобове, също могат се окажат неремонтируеми, въпреки че повредата не изглежда голяма на първо четене. Съществува опасност металът да стане крехък и чуплив, когато е претърпял твърде много заваряване и обработка или е понесъл твърде много топлинна обработка.

 

Заточване

Дори и 5-процентна икономия при някои режещи инструменти все пак прави заточването рентабилно, тъй като клиентът вече притежава инструментите. Не се налага процес на придобиване, нито поръчка за покупка, необходима за този конкретен инструмент. Клиентите обикновено оставят на екипа по заточване на инструменти да определи за кои от тях има икономически ефект от презаточване. Клиентът изпраща цялата кутия със захабени инструменти - свредла, фрези, специализирани инструменти, а ремонтният екип преценява какви ремонтни дейности са допустими и какви - не.

Основната причина, поради която инструментите не се презаточват, е това, че те са презаточвани достатъчно пъти, и това повече е невъзможно. Те вече или са твърде къси или твърде малки в диаметър. Въпреки че ценообразуването може да бъде твърдо установено, броят пъти за поправка на даден инструмент не винаги е. Стандартните геометрии, като например тези на стандартните свредла, могат да бъдат повторно заточени от три до осем пъти, докато при по-сложните геометрии презаточванията могат да бъдат ограничени до два или три пъти.

Въпреки че традиционното правило е три ремонта за индексируем инструмент, новите методи за ремонт позволяват допълнителни ремонти, без да се засяга животът на инструмента. В зависимост от това колко силно се натоварва инструментът, потребителите могат да получат до 20 ремонта и да не забележат никакво влошаване в качеството на инструмента.

Втората причина, поради която инструментът не може да бъде повторно презаточен, е повреда като счупени ръбове, структурни проблеми или голямо износване. Въпреки това много счупени или силно износени свредла биват спасявани. Нараненият участък се отрязва и диаметърът на пробиване се възстановява.
Ако инструментът е “изтеглен” от експлоатация навреме, преди да се получи отчупване или значително износване, само минимално количество материал се отстранява по време на възстановяването, което повишава икономическата полза.

В зависимост от сложността на геометрията на инструмента доставчиците се консултират с клиентите, за да определят максималния живот на инструмента и момента, в който инструментът трябва да бъде изведен от употреба, за да се увеличи максимално броят на регенериранията и да се запазят стойностите на допустимите отклонения при обработката на детайли. Броят на презаточванията на даден режещ инструмент зависи от вида и състоянието му, но типично варира между три и шест пъти. Например свредло с общо предназначение може да бъде заточено пет-шест пъти преди да бъде бракувано, но свредло за пробиване на отвори с минимални допуски може да бъде регенерирано само до три пъти, според експертите по възстановяване.

 

Предимства на повторното заточване

Повечето видове ротационни режещи инструменти подлежат на презаточване, като повечето от тях са специализирани. Около 70% от средностатистическите ремонтни дейности включват персонализирани инструменти, което означава, че клиентът е поръчал модели със специфична форма, а около 30% са стандартни. Зъбонарезните инструменти и фрези, поради високата им цена, са почти универсално възстановяеми. Повечето режещи зъбни колела са конструирани така, че да позволяват повторно заточване и възстановяване. Потребителят на инструмента обикновено има конкретни очаквания за това колко живот има инструментът и следователно действа по систематичен подход при ползването на инструмента, изтеглянето му за повторно заточване и повторно покритие и последващото инсталиране за работа наново.

Като цяло, колкото по-голям е инструментът, толкова по-икономически изгодно е да бъде презаточван. Например свредло с диаметър 1/2", работещо в среда с охлаждаща течност и пробиващо отвори с дълбочина 10 пъти диаметъра, обикновено струва около 150 евро, а може да бъде заточено за 5 пъти по-малко. Генерално, твърдосплавните свредла с диаметър 1/4" и по-малко се считат за неподходящи за презаточване, защото то не е толкова икономически оправдано.

Въпреки това, за големите производители, които консумират стотици, ако не и хиляди режещи инструменти месечно, презаточването все още може да се окаже икономически оправдано за всички инструменти, независимо от размера им. Дори и презаточването на спираловидните свредла, които са изключително евтини, може да бъде обосновано при най-големите им потребители. Твърдосплавни свредла с диаметър по-голям от 1/16" рутинно биват заточвани отново.

Независимо дали са специални или стандартни, презаточването на инструментите има голям икономически смисъл. Ключът е в това да се получат качествени инструменти, така че да не се налага да се регулират скоростите и подаванията или да се жертва качеството на финиша на детайлите или други изисквания към тях поради използването на презаточен инструмент.

 

Геометрия и повторно нанасяне на покритие

Неизбежно е това, че повторното заточване намалява диаметъра и дължината на инструмента. Презаточването на свредло или друг инструмент, който реже с върха си, засяга диаметъра му по-малко от тези при други инструменти, тъй като се обработва само върхът. Така свредлото по същество остава със същия номинален диаметър.

Всички свредла са леко конусообразни, което означава, че диаметърът е по-голям на върха им, така че само една малка част от него се губи при презаточване.
При повторно заточване на фреза обаче, материалът, отстранен от режещите ръбове, намалява диаметъра. Машините с ЦПУ имат регулируеми компенсации, което прави възможно използването на презаточени инструменти. Машините с ЦПУ са програмирани да компенсират действителния диаметър и дължина на всеки инструмент и преизчисляват траекторията на инструмента, за да поддържат крайната геометрия на обработвания детайл. По-рентабилните и съобразяващи се с разходите производствени предприятия прилагат ефективно компенсирането на режещия път на машината, за да могат да използват своите инструменти многократно. Повечето компании, предлагащи услуги по възстановяване на инструменти, обичайно етикетират инструменталния пакет с новите диаметри след презаточване.

Предимството на коничната форма е, че когато инструментът се презаточва, трябва да бъде обработен само върхът, точно по режещия ръб. Ако има първична и вторична конусообразност, тогава трябва по същество да се заточи отново самата форма и да се добави отново първичното и вторичното освобождаване, което отнема повече време и съответно струва повече.

През последните 10 години се наблюдава ръст при геометрията на инструментите с форми като променливи спирали и диференциални спирали. Първото нещо, което екипите за ремонт обикновено правят преди повторното заточване, е изследване на спиралата, за да се намери ъгълът й.

След повторно заточване инструментите с покритие обикновено се препокриват или в цеха за презаточване, или при външен изпълнител. Обикновено екипите за ремонт не отстраняват съществуващите покрития, защото това вреди на карбидния субстрат. С няколкото основни вида покрития, които се използват, доставчиците постигат добра адхезия на новото покритие върху съществуващото.

Дебелината на покритието обикновено не е проблем. Дори ако инструментът е покриван отново и отново и има известни проблеми със сцеплението на съществуващото покритие, новият презаточен режещ ръб не се влияе от многослойните покрития. С покритие или не, типичните времена за повторно заточване на инструментите варират от 2 до 4 седмици, въпреки че са налице и експресни услуги, предлагани от много фирми.

 

Прешлайфане

Допълнително за режещите инструменти с обръщаеми сменяеми вложки се предлагат структурирани програми за ремонт на ротационни режещи инструменти като например свредла, райбери, протяжки и фрези. Дори и силно повредено сменяемо свредло може да се поправи. Независимо от повредата, екипът по ремонта може да премахне цялата повредена секция на инструмента, да добави по дължината му материал, съвпадащ с основния метал на повредения инструмент и да възстанови функционалните елементи като джобове, отвори за винтове и отвори за охлаждане.

Когато екипът получи пратка от износени инструменти, той сортира разбъркания асортимент в съответствие с диаметъра и материала или кода по каталога и определя кои инструменти са подходящи за повторно заточване въз основа на историята на експлоатацията им и предстоящите нужди на клиентите.

В допълнение към намаляването на разходите, една добре управлявана програма за ремонт на режещи инструменти намалява инвентара в склада. Случва се крайни потребители, които не управляват собствените си инструменти, да купуват нови инструменти. Често в действителност те вече разполагат със същите, но износени инструменти, които в момента преминават през процес на възстановяване. Когато няма видимост на продуктите, преминаващи възстановяване, много пъти се стига до излишни разходи.

Процесът на възстановяване може да включва и химическо почистване на инструментите за отстраняване на натрупвания или замърсяване, повторно оксидиране на свредла с повърхностна обработка с черен оксид, заточване и поставяне на баркод с номер на клиента върху опаковката на инструмента. Пакетът от повторно заточени инструменти често съдържа повече специфична за клиента информация, отколкото тази, която е била налична, когато инструментът е получен като нов. В допълнение към “повторното произвеждане”, инструментите могат да бъдат покрити с TiN, TiCN, TiAlN и други покрития, подобряващи ефективността им.

 

Поправка на инструменти с обръщаеми режещи пластинки

Всеки тип инструмент с джоб за твърдосплавна вложка може да се счита за ремонтируем. Спестяването от ремонтиран инструмент със сменяеми вложки може да бъде от 50 до 85% от цената за закупуването на нов инструмент. Обикновено спестяванията за стандартни инструменти са по-ниски, но спестяванията за специализирани инструменти (които обикновено са по-скъпи от стандартите) са по-значими.

Все пак и ремонтирането на стандартни инструменти може да осигури големи ползи. Един обикновен инструмент със сменяеми вложки, който се продава в търговската мрежа, все още струва от 70 до 90 евро нов, така че ремонтът му за около половината може да се приеме за икономически рентабилен. Обичайният цикъл за ремонт на инструменти с обръщаеми сменяеми вложки е 3 седмици. Услугата за поправка е още по-критична за доставянето на специализирани инструменти, тъй като доставката на нови инструменти от доставчик на оригинално оборудване (OEM) може да отнеме до 16 седмици.

Увреждането на инструментите обикновено се причинява от рутинно износване, но може да е резултат и от повреда. Екипът по възстановяване в такива случаи премахва повредената зона от джоба на инструмента, изгражда повредената зона със заваръчен прът, който съответства на оригиналния материал и го довежда до съответствие с OEM спецификациите.

Някои ремонтни фирми отстраняват цялата повредена част на инструмента и добавят материал, съответстващ на оригиналния материал. Отново се изработват джобовете, отворите за охлаждане и отворите за винтове в новия материал.

Ремонтът може да наложи повреденият индексируем инструмент да премине през дълъг процес от начало до край, започващ с отрязване на повредения край на инструмента, добавяне на нов материал и обработка на нов работен край на инструмента, което води до ремонтиран инструмент с нов джоб, отвори за винтове и отвори за охлаждане.

Инструментите със сменяеми вложки не подлежат на ремонт, когато повредите имат отрицателно въздействие върху цялостния интегритет на инструмента - напукан или огънат инструмент. Ако щетите засягат целостта на оригиналната структура, експертите препоръчват инструментът да се замени.

Фирмите, извършващи услуги за ремонт на инструменти със сменяеми вложки, обикновено препоръчват три ремонта на инструмент, преди да бъде окончателно изведен от експлоатация. Въпреки това, броят на ремонтите може да варира в зависимост от инструмента. При определянето на живота на инструмента е важно е да се оцени приложението му, степента на увреждане и други фактори, специфични за нуждите на клиента. Обикновено помага много, ако клиентът практикува превантивна поддръжка.

Новият брой 6/2019

брой 6-2019

ВСИЧКИ СТАТИИ | АРХИВ

Top