За обработващия център инструментът е консуматив, който ще бъде повреден, износен, начупен и така нататък по време на процеса на обработка. Тези явления са неизбежни, но има и контролируеми причини като ненаучна и неправилна работа и неправилна поддръжка. Само като открием първопричината, можем по-добре да разрешим проблема.
01
Симптоми на счупване на инструмента
1) Отчупване на режещия ръб
Когато структурата на материала на детайла, твърдостта и маржът са неравномерни, наклоненият ъгъл е твърде голям, което води до ниска якост на режещия ръб, недостатъчна твърдост на системата за обработка за генериране на вибрации или периодично рязане, лошо качество на шлайфане, режещият ръб е склонен до настъргване, т.е. в зоната на ръба се появяват малки настъргвания, цепки или лющене. Когато това се случи, инструментът ще загуби част от режещата си способност, но ще продължи да работи. Докато рязането продължава, повредената част от зоната на ръба може да се разшири бързо, което води до по-големи щети.
снимка
2) Отчупване на режещия ръб или върха
Този тип повреда често възниква при по-сурови условия на рязане, отколкото отчупването на режещия ръб, или е по-нататъшното развитие на откъртването. Размерът и обхватът на стърготини са по-големи от стърготини, така че инструментът напълно губи своята режеща способност и трябва да спре да работи. Отчупването на върха често се нарича спад на точката.
3) Острието или ножът са счупени
Когато условията на рязане са изключително тежки, количеството на рязане е твърде голямо, има ударно натоварване, има микропукнатини в острието или материала на инструмента, има остатъчно напрежение в острието поради заваряване и заточване и фактори като невнимателна работа може да причини повреда на острието или инструмента. прекъсвам. След появата на тази форма на повреда инструментът не може да продължи да се използва, така че се бракува.
4) Повърхностният слой на острието се отлепва
За материали с висока крехкост, като твърди сплави с високо съдържание на TiC, керамика, PCBN и др., поради дефекти или потенциални пукнатини в повърхностната структура или остатъчно напрежение върху повърхността поради заваряване и заточване, по време на процеса на рязане Това лесно се отлепва от повърхностния слой, когато не е достатъчно стабилен или повърхността на инструмента е подложена на променливо контактно напрежение. Олющването може да се появи на челната страна, а ножът може да се появи на лицевата страна. Пилингът е под формата на люспи и площта на отлепване е сравнително голяма. Инструментите с покритие е по-вероятно да се отлепят. След като острието е леко отлепено, то може да продължи да работи, но след сериозно отлепване ще загуби режещата си способност.
5) Пластична деформация на режещи части
Поради ниската якост и ниската твърдост на инструменталната стомана и бързорежещата стомана може да възникне пластична деформация в режещата част. Когато циментираният карбид работи директно при висока температура и в състояние на триизмерно напрежение на натиск, той също ще произведе пластичен поток върху повърхността и дори ще причини пластична деформация на режещия ръб или върха, за да причини колапс. Срутването обикновено се получава, когато количеството на рязане е голямо и при обработка на твърди материали. Еластичният модул на циментирания карбид на основата на TiC е по-малък от този на циментирания карбид на основата на WC, така че способността на първия да устои на пластична деформация се ускорява или бързо се поврежда. PCD и PCBN основно не се подлагат на пластична деформация.
6) Термично напукване на острието
Когато инструментът е подложен на редуващи се механични и термични натоварвания, повърхността на режещата част неизбежно ще генерира променлив термичен стрес поради многократно термично разширение и свиване, което ще доведе до умора и напукване на острието. Например, когато фрезата от циментиран карбид се използва за високоскоростно фрезоване, зъбите на фрезата са постоянно подложени на периодичен удар и редуващо се термично напрежение и се генерират гребеновидни пукнатини по наклонената повърхност. Въпреки че някои инструменти нямат очевидно променливо натоварване и променливо напрежение, топлинното напрежение също ще бъде генерирано поради непостоянната температура на повърхностния слой и вътрешния слой. Освен това в материала на инструмента неизбежно има дефекти, така че острието също може да се спука. Инструментът понякога може да продължи да работи известно време след образуването на пукнатината, а понякога пукнатината се разширява бързо и причинява счупване на острието или сериозно отлепване на повърхността на острието.
02
Причини за износване на инструменти
1) Абразивно износване
Често има някои малки частици с изключително висока твърдост в обработвания материал, които могат да начертаят канали върху повърхността на инструмента, което е абразивно абразивно износване. Абразивното износване съществува по всички повърхности, най-очевидно върху предната повърхност. Освен това износването на коноп може да възникне при различни скорости на рязане, но при рязане с ниска скорост, поради ниската температура на рязане, износването, причинено от други причини, не е очевидно, така че абразивното износване е основната причина. Освен това, колкото по-ниска е твърдостта на инструмента, толкова по-сериозни са абразивните щети.
2) Износване при студено заваряване
При рязане има много натиск и силно триене между детайла, режещия детайл и предната и задната повърхност на режещия инструмент, така че ще се получи студено заваряване. Поради относителното движение между триещите се двойки, студеното заваряване ще доведе до пукнатини и ще бъде отнесено от едната страна, което ще доведе до износване при студено заваряване. Износването при студено заваряване обикновено е силно при умерени скорости на рязане. Според експериментите крехките метали имат по-голяма устойчивост на студено заваряване от пластмасовите метали; многофазните метали са по-малки от еднопосочните метали; металните съединения имат по-ниска склонност към студено заваряване от простите вещества; Елементите от група В и желязото в периодичната таблица на химичните елементи имат по-малка склонност към студено заваряване. Студеното заваряване е по-сериозно, когато бързорежещата стомана и циментираният карбид се режат при ниска скорост.
3) Дифузионно износване
По време на рязане при висока температура и контакт между детайла и инструмента, химическите елементи от двете страни дифундират взаимно в твърдо състояние, променяйки структурата на състава на инструмента, правейки повърхността на инструмента крехка и утежнявайки износването на инструмента инструмент. Феноменът на дифузия винаги поддържа непрекъснатата дифузия на обекти с висок градиент на дълбочина към обекти с нисък градиент на дълбочина.
Например, когато циментираният карбид е на 800 градуса, кобалтът в него бързо ще дифундира в чиповете и детайлите, а WC ще се разложи на волфрам и въглерод и ще дифундира в стоманата; когато температурата на рязане на PCD инструменти е по-висока от 800 градуса при рязане на стоманени и железни материали По това време въглеродните атоми в PCD ще бъдат прехвърлени към повърхността на детайла с голям интензитет на дифузия, за да образуват нова сплав и повърхността на инструмента ще бъде графитиран. Дифузията на кобалт и волфрам е относително сериозна, а антидифузионната способност на титан, тантал и ниобий е относително силна. Следователно YT циментираният карбид има по-добра устойчивост на износване. При рязане на керамика и PCBN, когато температурата е висока до 1000 градуса -1300 градуса, дифузионното износване не е значително. Поради различните материали на детайла, чипа и инструмента, по време на рязане в контактната зона ще се генерира термоелектричен потенциал. Този термоелектричен потенциал може да насърчи дифузията и да ускори износването на инструмента. Този вид дифузионно износване под действието на термоелектричен потенциал се нарича "термоелектрическо износване".
4) Износване от окисляване
Когато температурата се повиши, повърхността на инструмента се окислява, за да се получат по-меки оксиди, които се трият от стружки, което се нарича окислително износване. Например: при 700 градуса ~800 градуса, кислородът във въздуха реагира с кобалт, карбид, титанов карбид и т.н. в циментиран карбид, за да образува меки оксиди; при 1000 градуса, PCBN реагира химически с водна пара.
03
Модели на износване на острието
1) Повреда по челната повърхност
При рязане на пластмасови материали с висока скорост, частта от наклонената повърхност, която е близо до силата на рязане, ще се износи във вдлъбната форма на полумесец под действието на стружки, така че това се нарича още износване на кратер. В ранния етап на износване, наклоненият ъгъл на инструмента се увеличава, което подобрява условията на рязане и благоприятства извиването и счупването на стружките. Въпреки това, когато кратерът на полумесец се увеличи допълнително, силата на режещия ръб е значително отслабена, което в крайна сметка може да доведе до счупване на режещия ръб. Случай. При рязане на крехки материали или рязане на пластмасови материали при по-ниски скорости на рязане и по-тънки дебелини на рязане обикновено не се получава износване на кратери.
2) Износване на върха на инструмента
Износването на върха на инструмента е износването на хълбока на дъгата на върховете на инструмента и съседната вторична страна, което е продължение на износването на горната страна на инструмента. Поради лошите условия на разсейване на топлината и концентрираното напрежение тук, скоростта на износване е по-бърза от тази на фланга и понякога върху спомагателния фланг се образуват поредица от малки канали с разстояние, равно на количеството на подаване, което се нарича износване на канала . Те се дължат главно на втвърдения слой и линиите на рязане върху обработваната повърхност. При рязане на трудни за рязане материали с висока склонност към работно втвърдяване е най-вероятно да се причини износване на каналите. Износването на върха на инструмента има най-голямо влияние върху грапавостта на повърхността на детайла и точността на обработка.
3) износване на фланга
При рязане на пластмасови материали при големи дебелини на рязане, страната на инструмента може да не е в контакт с детайла поради наличието на натрупан ръб. В допълнение, обикновено страната ще влезе в контакт с детайла и върху страната се образува зона на износване с релефен ъгъл 0. Обикновено в средата на работната дължина на режещия ръб износването на страничния ръб е относително равномерно, така че степента на износване на страничния ръб може да бъде измерена чрез ширината VB на зоната на износване на страничния ръб на режещия ръб.
Тъй като различните видове инструменти почти винаги имат странично износване при различни условия на рязане, особено при рязане на крехки материали или рязане на пластмасови материали с малка дебелина на рязане, износването на инструмента е главно странично износване, а зоната на износване Измерването на ширината VB е относително проста, така че VB обикновено се използва за обозначаване на степента на износване на инструмента. Колкото по-голям е VB, не само ще увеличи силата на рязане и ще причини вибрации при рязане, но и ще повлияе на износването на дъгата на върха на инструмента, като по този начин ще повлияе на точността на обработка и качеството на повърхността.
снимка
04
Как да предотвратите счупването на ножовете
1) Според характеристиките на обработваните материали и части, разумно изберете видовете и степени на материалите за инструменти. При предпоставката за наличие на определена твърдост и устойчивост на износване е необходимо да се гарантира, че материалът на инструмента има необходимата якост.
2) Изберете разумно геометричните параметри на инструмента. Чрез регулиране на предния и задния ъгъл, главния и спомагателния ъгъл на отклонение и ъглите на наклона на острието и т.н. е възможно да се гарантира, че режещият ръб и върха на инструмента имат по-добра здравина. Шлифоването на отрицателна фаска на режещия ръб е ефективна мярка за предотвратяване на стърготини.
3) Осигурете качеството на заваряване и заточване и избягвайте различни дефекти, причинени от лошо заваряване и заточване. Ножовете, използвани в основния процес, трябва да бъдат шлифовани, за да се подобри качеството на повърхността и да се провери за пукнатини.
4) Изберете разумно количеството на рязане, за да избегнете прекомерна сила на рязане и висока температура на рязане, за да предотвратите повреда на инструмента.
5) Доколкото е възможно, уверете се, че процесната система има по-добра твърдост и намалете вибрациите.
6) Използвайте правилния метод на работа и се опитайте да накарате инструмента да не понася или да понася натоварването от внезапна промяна, доколкото е възможно.
05
Причини и противодействие на откъртване на инструменти
1. Неправилен избор на степен и спецификация на острието, като например дебелината на острието е твърде тънка или степента, която е твърде твърда и твърде крехка, е избрана за груба обработка.
Противодействие: увеличете дебелината на острието или монтирайте острието вертикално и изберете клас с по-висока якост на огъване и издръжливост.
2. Неправилен избор на параметри на геометрията на инструмента (като твърде големи предни и задни ъгли и др.).
Противодействия:
Можете да започнете да препроектирате инструмента от следните аспекти.
1) Намалете по подходящ начин предния и задния ъгъл.
2) Използвайте по-голям отрицателен наклон на ръба.
3) Намалете входния ъгъл.
4) Използвайте по-голяма отрицателна фаска или дъга на ръба.
5) Шлифоване на преходния режещ ръб за подобряване на върха.
3) Процесът на заваряване на острието е неправилен, което води до прекомерно напрежение при заваряване или пукнатини при заваряване.
Противодействия:
1) Избягвайте приемането на тристранна затворена структура на жлеба на острието.
2) Правилен избор на спойка.
3) Избягвайте използването на заваряване с оксиацетиленов пламък и поддържайте топло след заваряване, за да елиминирате вътрешното напрежение.
4) Използвайте механична затягаща структура колкото е възможно повече
4. Неправилният метод на заточване ще причини напрежение при смилане и пукнатини при смилане; след заточване на PCBN фрезата, вибрациите на режещите зъби са твърде големи, което прави натоварването на отделните режещи зъби твърде тежко и също ще причини срязване.
Противодействия:
1) Шлайфане с периодично шлифоване или диамантено шлифовъчно колело.
2) Изберете по-мек шлифовъчен диск и често се обличайте, за да запазите шлифовъчния диск остър.
3) Обърнете внимание на качеството на заточване и стриктно контролирайте вибрациите на зъбите на фрезата.
5. Изборът на количеството на рязане е неразумно. Ако количеството е твърде голямо, машинният инструмент ще бъде скучен; при периодично рязане, скоростта на рязане е твърде висока, скоростта на подаване е твърде голяма, а когато резервът на заготовката е неравномерен, дълбочината на рязане е твърде малка; рязане на стомана с високо съдържание на манган За материали с голяма склонност към втвърдяване при работа скоростта на подаване е твърде малка.
Противодействие: Изберете повторно количеството на рязане.
6. Структурни причини като долната повърхност на жлеба на механичния затягащ инструмент е неравна или острието стърчи твърде дълго.
Противодействия:
1) Отрежете долната повърхност на ламелата.
2) Подредете разумно позицията на дюзата за режеща течност.
3) Закаленото стебло добавя карбидно уплътнение под острието.
7. Прекомерно износване на инструмента.
Мерки за противодействие: Сменете инструмента или сменете режещия ръб навреме.
8. Недостатъчната скорост на потока на флуида за рязане или неправилният метод на пълнене ще причинят внезапна топлина и напукване на острието.
Противодействия:
1) Увеличете скоростта на потока на флуида за рязане.
2) Подредете разумно позицията на дюзата за режеща течност.
3) Използвайте ефективни методи за охлаждане като охлаждане със спрей, за да подобрите охлаждащия ефект.
4) Използвайте високоскоростно рязане, за да намалите въздействието върху острието.
9. Инструментът е монтиран неправилно, като например: режещият инструмент е монтиран твърде високо или твърде ниско; крайната фреза приема асиметрично фрезоване надолу и т.н.
Противодействие: Преинсталирайте инструмента.
10. Твърдостта на технологичната система е твърде слаба, което води до прекомерни вибрации при рязане.
Противодействия:
1) Увеличете спомагателната опора на детайла, за да подобрите твърдостта на затягане на детайла.
2) Намалете дължината на надвеса на инструмента.
3) Правилно намалете задния ъгъл на инструмента.
4) Приемете други мерки за затихване.
11. Неволно действие, като: когато инструментът се врязва от средата на детайла, действието е твърде силно; преди инструментът да се прибере, спрете незабавно.
Контрамерки: Обърнете внимание на метода на работа.
06
Причини, характеристики и мерки за контрол на натрупания ръб
1. Причини
В частта близо до режещия ръб, в контактната зона на инструмента и чипа, поради голямата натискаща сила, основният метал на чипа е вграден в микроскопичните неравни върхове и вдлъбнатини на наклонената повърхност, образувайки истинска метална повърхност -контакт с метал без празнини и предизвикване на залепване. , тази част от контактната зона на ножа и чипа се нарича зона на свързване. В зоната на свързване ще има тънък слой метален материал, отложен върху наклонената повърхност в долната част на чипа. Металният материал на тази част от чипа е претърпял сериозна деформация и ще бъде подсилен при подходяща температура на рязане. При непрекъснат поток от чипове, под натиска на потока от последващо рязане, този слой от застоял материал ще се изплъзне спрямо горния слой чипове и ще напусне, превръщайки се в основата на изградения ръб. Впоследствие върху него ще се образува втори слой застоял режещ материал и това непрекъснато наслояване ще образува натрупан ръб.
2. Характеристики и влияние върху процеса на рязане
1) Твърдостта е 1,5~2.0 пъти по-висока от тази на материала на детайла. Може да замени наклонената повърхност при рязане и има ефект на защита на режещия ръб и намаляване на износването на наклонената повърхност. Въпреки това, когато натрупаният ръб падне, остатъците изтичат през контактната зона на инструмента и детайла. Причинява износване на борда на инструмента.
2) След формирането на изградения ръб работният наклонен ъгъл на инструмента се увеличава значително, което играе положителна роля за намаляване на деформацията на стружките и силата на рязане.
3) Тъй като натрупаният ръб излиза извън режещия ръб, действителната дълбочина на рязане се увеличава, което се отразява на точността на размерите на детайла.
4) Натрупаният ръб ще причини феномен на "бразда" на повърхността на детайла, което ще повлияе на грапавостта на повърхността на детайла.
5) Фрагменти от натрупан ръб ще се залепят или ще се вградят в повърхността на детайла, за да причинят твърди петна, което ще повлияе на качеството на обработената повърхност на детайла.
От горния анализ може да се види, че натрупаният ръб не е добър за рязане, особено за довършване.
3. Мерки за контрол
Генерирането на натрупан ръб може да бъде избегнато, като не се свързва или деформира и укрепва долния материал на чипа и наклонената повърхност. За този ден могат да се вземат следните мерки.
1) Намалете грапавостта на наклонената повърхност.
2) Увеличете наклонения ъгъл на инструмента.
3) Намалете дебелината на рязане.
4) Използвайте нискоскоростно рязане или високоскоростно рязане, за да избегнете скоростта на рязане, която е лесна за образуване на натрупан ръб.
5) Извършете подходяща топлинна обработка на материала на детайла, за да увеличите неговата твърдост и да намалите пластичността.
6) Използвайте флуид за рязане с добри антислепващи свойства (като флуид за рязане при екстремно налягане, съдържащ сяра и хлор).
