Verktygsbrott kan snabbt bli ett kostsamt problem inom metallbearbetning. Ett verktygsbrott kan dessutom orsaka oplanerade maskinstopp, kassationer, omarbetningar och störningar i produktionen.

Bakom ett verktygsbrott finns ofta en eller flera faktorer som påverkar bearbetningen. Felaktiga skärdata, bristande stabilitet eller ett olämpligt verktygsval kan exempelvis öka belastningen på skärverktyget.

Genom att förstå varför verktyg går sönder blir det lättare att förebygga problemen. Företaget kan därmed skapa en stabilare process, utnyttja verktygen bättre och minska risken för kostsamma produktionsstopp.

Vad menas med verktygsbrott?

Ett verktygsbrott innebär att skärverktyget eller dess skäregg skadas så kraftigt att verktyget inte längre kan utföra bearbetningen som avsett.

Skadan kan bland annat visa sig som:

• Avbrutna skäreggar
• Sprickor
• Kraftig urflisning
• Brott på verktyget
• Skador som gör att verktyget måste bytas

Ett plötsligt brott kan därför stoppa bearbetningen direkt. Dessutom finns det risk att arbetsstycket eller andra delar av processen påverkas. Av den anledningen är det viktigt att identifiera orsaken innan produktionen fortsätter.

1. Felaktiga skärdata

Skärdata måste anpassas till både verktyget, materialet och den aktuella bearbetningen. Om parametrarna inte är rätt anpassade kan skäreggen exempelvis utsättas för olämplig mekanisk eller termisk belastning.

Vanliga problem

• För hög matning
• Olämplig skärhastighet
• För stort skärdjup för den aktuella uppställningen
• Fel kombination av skärparametrar

Så minskar du risken

• Utgå från verktygstillverkarens rekommenderade skärdata
• Anpassa parametrarna efter material och bearbetningsoperation
• Ta hänsyn till maskinens och uppställningens stabilitet
• Optimera skärdata stegvis utifrån resultatet

Rätt skärdata handlar alltså om balansen mellan flera parametrar. Därför bör du bedöma hela bearbetningsprocessen i stället för att enbart ändra en enskild parameter.

2. Instabil uppspänning och vibrationer

En stabil uppställning är viktig för både verktygslivslängd och bearbetningsresultat. Om verktyget eller arbetsstycket saknar tillräcklig stabilitet kan vibrationer uppstå. Som en följd av detta kan belastningen på skäreggen variera och risken för skador öka.

Vanliga tecken

• Oregelbundet verktygsslitage
• Försämrad ytkvalitet
• Ovanliga ljud under bearbetningen
• Vibrationer
• Kort eller varierande verktygslivslängd

Så minskar du risken

• Kontrollera arbetsstyckets uppspänning
• Använd en stabil verktygshållare
• Minimera verktygets utstick där applikationen tillåter det
• Kontrollera fixturer och spännsystem
• Säkerställ att verktyg, hållare och maskin tillsammans ger en stabil uppställning

På så sätt skapar en stabil uppställning bättre förutsättningar för kontrollerad bearbetning och jämn verktygslivslängd.

3. Fel verktyg för materialet och applikationen

Alla skärverktyg är inte konstruerade för samma material eller bearbetningsförhållanden. Verktygets geometri, substrat, beläggning och antal skäreggar behöver passa den aktuella applikationen.

Ett verktyg som fungerar bra vid bearbetning av aluminium är därför inte automatiskt rätt val för exempelvis rostfritt stål. Därmed ställer materialens olika egenskaper också olika krav på både verktyg och skärdata.

Så minskar du risken

• Anpassa verktygsvalet efter arbetsmaterialet
• Välj en geometri som passar bearbetningen
• Använd lämpligt antal skäreggar
• Välj substrat och beläggning efter applikationen
• Ta hänsyn till maskinens och uppställningens stabilitet

Därför kan ett genomtänkt verktygsval förbättra både processäkerheten och verktygsekonomin.

4. För långt verktygsutstick

Verktygets utstick påverkar uppställningens styvhet. När utsticket ökar blir verktyget därför mer känsligt för nedböjning och vibrationer.

Ett långt utstick kan i sin tur bidra till:

• Vibrationer
• Instabil bearbetning
• Försämrad precision
• Sämre ytkvalitet
• Ökad risk för verktygsskador

Så minskar du risken

• Använd så kort utstick som applikationen tillåter
• Anpassa verktygslängden efter bearbetningen
• Välj en stabil verktygshållare och uppställning
• Anpassa skärdata om ett längre utstick är nödvändigt

I vissa applikationer kan detaljens geometri däremot kräva ett långt utstick. Då blir rätt verktygssystem, skärdata och vibrationskontroll extra viktiga.

5. Slitna verktyg används för länge

Skärverktyg slits under bearbetningen. I takt med att slitaget ökar förändras också verktygets förmåga att skära materialet effektivt. Om processen fortsätter för länge kan belastningen därför öka och till slut bidra till skador eller verktygsbrott.

Vanliga varningssignaler

• Försämrad ytkvalitet
• Ökade skärkrafter eller förändrad maskinbelastning
• Förändrat ljud under bearbetningen
• Förändrad spånbildning
• Synligt slitage eller skador på skäreggen

Så minskar du risken

• Följ upp verktygens faktiska livslängd
• Kontrollera slitaget regelbundet
• Byt verktyg eller skär innan slitaget blir kritiskt
• Undersök om omslipning är lämplig för verktyg som kan rekonditioneras
• Följ upp återkommande verktygsbrott för att hitta bakomliggande orsaker

Med en planerad verktygshantering blir det dessutom lättare att byta verktyg i rätt tid i stället för att vänta tills ett haveri inträffar.

Hur påverkar verktygsbrott ekonomin?

Kostnaden för ett verktygsbrott stannar sällan vid priset på själva skärverktyget. Dessutom kan ett brott mitt i en bearbetning påverka arbetsstycket, maskintiden och planeringen.

Verktygsbrott kan bidra till:

• Oplanerade produktionsstopp
• Kassationer
• Omarbetningar
• Förlorad produktionstid
• Störningar i produktionsplaneringen
• Försämrad leveranssäkerhet

Därför bör verktygsekonomin bedömas utifrån hela processen. Ett verktyg som ger stabil och förutsägbar bearbetning kan exempelvis vara ett bättre ekonomiskt val än ett billigare alternativ som skapar större variation eller fler produktionsstopp.

Checklista för att minska risken för verktygsbrott

Kontrollera följande före och under bearbetningen:

• Passar verktyget arbetsmaterialet och operationen?
• Ligger skärdata på en lämplig nivå?
• Sitter arbetsstycket stabilt?
• Är verktygshållaren rätt vald och korrekt monterad?
• Är verktygets utstick så kort som applikationen tillåter?
• Finns tecken på vibrationer eller instabil bearbetning?
• Visar skäreggen onormalt eller kraftigt slitage?
• Fungerar spånevakueringen som avsett?
• Behöver verktyget bytas eller rekonditioneras?

Om samma typ av verktygsbrott återkommer bör du därför inte enbart byta verktyget. Undersök i stället uppspänning, skärdata, verktygsval, slitage och övriga processförhållanden för att hitta grundorsaken.

Så minskar du risken för verktygsbrott

Verktygsbrott har sällan en enda möjlig förklaring. Felaktiga skärdata, instabil uppspänning, olämpliga verktygsval, långa utstick och för långt gånget verktygsslitage är fem vanliga faktorer som kan öka risken.

Genom att arbeta systematiskt med verktygsval, skärdata, stabilitet och uppföljning av verktygsslitage kan du skapa en mer förutsägbar bearbetningsprocess. På så sätt kan du minska oplanerade stopp och samtidigt bidra till bättre verktygsekonomi.

Vill du lära dig mer om hur olika verktyg, geometrier och bearbetningsmetoder påverkar resultatet? Läs vår guide om Skärande verktyg för metallbearbetning.