For maskineringssenteret er verktøyet et forbruksverktøy, som vil bli skadet, slitt, fliset og så videre under maskineringsprosessen. Disse fenomenene er uunngåelige, men det er også kontrollerbare årsaker som uvitenskapelig og uregelmessig drift og feil vedlikehold. Bare ved å finne årsaken kan vi bedre løse problemet.
01
Symptomer på verktøybrudd
1) Chipping av skjærekanten
Når arbeidsstykkets materialstruktur, hardhet og margin er ujevn, er skråvinkelen for stor, noe som resulterer i lav skjærekantstyrke, utilstrekkelig stivhet i prosesssystemet til å generere vibrasjoner, eller intermitterende skjæring, dårlig slipekvalitet, skjærekanten er utsatt til chipping, Det vil si at små avslag, hakk eller avskalling vises i kantområdet. Når dette skjer, vil verktøyet miste noe av skjæreevnen, men vil fortsette å fungere. Ettersom skjæringen fortsetter, kan den skadede delen av kantområdet utvide seg raskt, noe som resulterer i større skade.
bilde
2) Chipping av skjærekant eller spiss
Denne typen skader oppstår ofte under tøffere skjæreforhold enn flising av skjærekanten, eller er videreutvikling av flis. Størrelsen og omfanget av flisingen er større enn flisingen, slik at verktøyet fullstendig mister skjæreevnen og må slutte å virke. Chipping av spissen blir ofte referert til som punktfall.
3) Bladet eller kniven er ødelagt
Når skjæreforholdene er ekstremt tøffe, skjæremengden er for stor, det er en slagbelastning, det er mikrosprekker i bladet eller verktøymaterialet, det er restspenning i bladet på grunn av sveising og sliping, og faktorer som uforsiktig drift kan forårsake skade på bladet eller verktøyet. bryte av. Etter at denne formen for skade oppstår, kan ikke verktøyet fortsette å brukes, slik at det kasseres.
4) Overflatelaget på bladet flasser av
For materialer med høy sprøhet, som harde legeringer med høyt TiC-innhold, keramikk, PCBN, etc., på grunn av defekter eller potensielle sprekker i overflatestrukturen, eller restspenning på overflaten på grunn av sveising og skjerping, under skjæreprosessen. er lett å skrelle av overflatelaget når det ikke er stabilt nok eller verktøyoverflaten utsettes for vekslende kontaktbelastning. Avskallingen kan forekomme på riveflaten, og kniven kan forekomme på flankeflaten. Peelingen er i form av flak og skrelleområdet er relativt stort. Belagte verktøy er mer sannsynlig å flasse av. Etter at bladet er skrellet litt av, kan det fortsette å virke, men etter kraftig avskalling vil det miste skjæreevnen.
5) Plastisk deformasjon av skjæredeler
På grunn av den lave styrken og den lave hardheten til verktøystål og høyhastighetsstål, kan det oppstå plastisk deformasjon i skjæredelen. Når hardmetallet arbeider direkte ved høy temperatur og i en tilstand av tredimensjonal trykkspenning, vil det også produsere plastisk flyt på overflaten, og til og med forårsake plastisk deformasjon av skjærekanten eller spissen for å forårsake kollaps. Kollaps oppstår vanligvis når skjæremengden er stor og ved bearbeiding av harde materialer. Elastikkmodulen til TiC-basert hardmetall er mindre enn for WC-basert hardmetall, så førstnevntes evne til å motstå plastisk deformasjon akselereres, eller den svikter raskt. PCD og PCBN gjennomgår i utgangspunktet ikke plastisk deformasjon.
6) Termisk sprekkdannelse av bladet
Når verktøyet utsettes for vekslende mekaniske og termiske belastninger, vil overflaten av skjæredelen uunngåelig generere vekslende termisk spenning på grunn av gjentatt termisk ekspansjon og sammentrekning, noe som vil føre til at bladet blir trett og sprekker. Når f.eks. hardmetallfreseren brukes til høyhastighetsfresing, utsettes kuttertennene konstant for periodisk støt og vekslende termisk påkjenning, og det genereres kamformede sprekker på riveflaten. Selv om noen verktøy ikke har åpenbar veksellast og vekselspenning, vil termisk spenning også genereres på grunn av den inkonsekvente temperaturen i overflatelaget og det indre laget. I tillegg er det uunngåelig defekter inne i verktøymaterialet, så bladet kan også sprekke. Verktøyet kan noen ganger fortsette å jobbe i en periode etter at sprekken er dannet, og noen ganger utvider sprekken seg raskt og fører til at bladet knekker eller at bladets overflate flasses av kraftig.
02
Årsaker til verktøyslitasje
1) Slipende slitasje
Det er ofte noen bittesmå partikler med ekstremt høy hardhet i det bearbeidede materialet, som kan trekke spor på overflaten av verktøyet, som er abrasiv abrasiv slitasje. Slipende slitasje finnes på alle overflater, mest åpenbart på riveflaten. Dessuten kan hampslitasje oppstå ved forskjellige skjærehastigheter, men for skjæring med lav hastighet, på grunn av den lave skjæretemperaturen, er slitasjen forårsaket av andre årsaker ikke åpenbar, så slitasje er hovedårsaken. I tillegg, jo lavere hardhet verktøyet er, desto mer alvorlig er slipeskaden.
2) Kaldsveiseslitasje
Ved skjæring er det mye trykk og sterk friksjon mellom arbeidsstykket, skjæringen og de fremre og bakre kutterflatene, så kaldsveising vil oppstå. På grunn av den relative bevegelsen mellom friksjonsparene vil kaldsveisingen produsere sprekker og bli tatt bort av den ene siden, noe som resulterer i kaldsveiseslitasje. Kaldsveiseslitasje er generelt alvorlig ved moderate skjærehastigheter. Ifølge eksperimenter har sprø metaller sterkere motstand mot kaldsveising enn plastmetaller; flerfasemetaller er mindre enn ensrettede metaller; metallforbindelser har en lavere tendens til kaldsveising enn enkle stoffer; B-gruppeelementer og jern i det periodiske systemet over kjemiske grunnstoffer har en mindre tendens til kaldsveising. Kaldsveising er mer alvorlig når høyhastighetsstål og hardmetall kuttes ved lav hastighet.
3) Diffusjonsslitasje
Under skjæring ved høy temperatur og kontakt mellom arbeidsstykket og verktøyet, diffunderer de kjemiske elementene på begge sider hverandre i fast tilstand, endrer sammensetningsstrukturen til verktøyet, gjør overflaten til verktøyet skjør og forverrer slitasjen på verktøyet. verktøy. Diffusjonsfenomen opprettholder alltid den kontinuerlige diffusjonen av objekter med høy dybdegradient til objekter med lav dybdegradient.
For eksempel, når sementert karbid er på 800 grader, vil kobolten i det raskt diffundere inn i flisene og arbeidsstykkene, og WC vil dekomponere til wolfram og karbon og diffundere inn i stålet; når skjæretemperaturen til PCD-verktøy er høyere enn 800 grader ved skjæring av stål og jernmaterialer På dette tidspunktet vil karbonatomene i PCD overføres til overflaten av arbeidsstykket med stor diffusjonsintensitet for å danne en ny legering, og overflaten av verktøyet vil bli grafittisert. Diffusjonen av kobolt og wolfram er relativt alvorlig, og antidiffusjonsevnen til titan, tantal og niob er relativt sterk. Derfor har YT-sementert karbid bedre slitestyrke. Ved skjæring av keramikk og PCBN, når temperaturen er så høy som 1000 grader -1300 grader, er diffusjonsslitasjen ikke signifikant. På grunn av de forskjellige materialene til arbeidsstykket, sponen og verktøyet, vil det genereres et termoelektrisk potensial i kontaktområdet under skjæring. Dette termoelektriske potensialet kan fremme diffusjon og akselerere slitasjen på verktøyet. Denne typen diffusjonsslitasje under påvirkning av termoelektrisk potensial kalles "termoelektrisk slitasje".
4) Oksidasjonsslitasje
Når temperaturen stiger, oksideres overflaten av verktøyet for å produsere mykere oksider som gnis av spon, som kalles oksidativ slitasje. For eksempel: ved 700 grader ~800 grader reagerer oksygen i luften med kobolt, karbid, titankarbid, etc. i sementert karbid for å danne myke oksider; ved 1000 grader reagerer PCBN kjemisk med vanndamp.
03
Bladslitasjemønstre
1) Rake face skade
Når du skjærer plastmaterialer med høy hastighet, vil delen av riveflaten nær skjærekraften slites til en halvmåne konkav form under påvirkning av spon, så det kalles også kraterslitasje. I det tidlige stadiet av slitasje øker verktøyets skråvinkel, noe som forbedrer skjæreforholdene og bidrar til krølling og brudd av spon. Men når halvmånekrateret øker ytterligere, svekkes styrken til skjæret kraftig, noe som til slutt kan føre til at skjæret knekker. Sak. Ved kutting av sprø materialer, eller kutting av plastmaterialer ved lavere kuttehastigheter og tynnere kuttetykkelser, oppstår vanligvis ikke kraterslitasje.
2) Slitasje på verktøyspissen
Verktøyneseslitasje er slitasjen på flanken til verktøynesebuen og den tilstøtende sekundære flanken, som er fortsettelsen av slitasjen til verktøyets øvre flanke. På grunn av de dårlige varmeavledningsforholdene og konsentrert stress her, er slitasjehastigheten raskere enn flankens, og noen ganger dannes en rekke små riller med en avstand lik matemengden på hjelpeflanken, som kalles sporslitasje. . De skyldes hovedsakelig det herdede laget og skjærelinjer på den maskinerte overflaten. Ved skjæring av vanskelig kuttede materialer med høy tendens til arbeidsherding, er det mest sannsynlig at sporslitasje oppstår. Slitasje på verktøyspisser har størst innvirkning på arbeidsstykkets overflateruhet og maskineringsnøyaktighet.
3) flankeslitasje
Når du skjærer plastmaterialer med store skjæretykkelser, kan flanken av verktøyet ikke være i kontakt med arbeidsstykket på grunn av tilstedeværelsen av oppbygd kant. I tillegg vil vanligvis flanken komme i kontakt med arbeidsstykket, og det dannes en slitasjesone med en avlastningsvinkel på 0 på flanken. Generelt, i midten av arbeidslengden til skjærekanten, er flankeslitasjen relativt jevn, slik at graden av flankeslitasje kan måles ved flankeslitasjesonebredden VB til skjærekanten.
Fordi ulike typer verktøy nesten alltid har flankeslitasje under forskjellige skjæreforhold, spesielt ved skjæring av sprø materialer eller skjæring av plastmaterialer med liten skjæretykkelse, er slitasjen på verktøyet hovedsakelig flankeslitasje, og slitasjesonen Måling av bredden VB er relativt enkel, så VB brukes vanligvis for å angi graden av verktøyslitasje. Jo større VB, vil ikke bare øke skjærekraften og forårsake skjærevibrasjoner, men også påvirke slitasjen ved verktøyspissens bue, og dermed påvirke maskineringsnøyaktigheten og overflatekvaliteten.
bilde
04
Hvordan forhindre brudd på kniver
1) I henhold til egenskapene til de behandlede materialene og delene, velg med rimelighet typer og kvaliteter av verktøymaterialer. Under forutsetningen om å ha en viss hardhet og slitestyrke, er det nødvendig å sikre at verktøymaterialet har den nødvendige seigheten.
2) Velg de geometriske parametrene til verktøyet med rimelighet. Ved å justere for- og bakvinklene, hoved- og hjelpeavbøyningsvinklene, og bladets helningsvinkler osv., er det mulig å sikre at skjæreeggen og verktøyspissen har bedre styrke. Å slipe en negativ avfasing på skjærekanten er et effektivt tiltak for å hindre flisdannelse.
3) Sikre kvaliteten på sveising og sliping, og unngå ulike feil forårsaket av dårlig sveising og sliping. Knivene som brukes i nøkkelprosessen bør slipes for å forbedre overflatekvaliteten og se etter sprekker.
4) Velg skjæremengde med rimelighet for å unngå overdreven skjærekraft og høy skjæretemperatur for å forhindre skade på verktøyet.
5) Sørg så langt som mulig for at prosesssystemet har bedre stivhet og reduser vibrasjoner.
6) Ta den riktige operasjonsmetoden, og prøv å få verktøyet til å ikke tåle eller tåle den plutselige endringsbelastningen så mye som mulig.
05
Årsaker til og mottiltak til verktøyskader
1. Feil valg av karakter og spesifikasjon av bladet, slik som at tykkelsen på bladet er for tynn eller kvaliteten som er for hard og for sprø er valgt for grov bearbeiding.
Mottiltak: Øk tykkelsen på bladet eller installer bladet vertikalt, og velg en kvalitet med høyere bøyestyrke og seighet.
2. Feil valg av parametere for verktøygeometri (som for store front- og bakvinkler osv.).
Mottiltak:
Du kan begynne å redesigne verktøyet fra følgende aspekter.
1) Reduser vinklene foran og bak på passende måte.
2) Bruk en større negativ kanthelling.
3) Reduser inngangsvinkelen.
4) Bruk en større negativ fas eller kantbue.
5) Sliping av overgangsskjærekanten for å forbedre spissen.
3) Sveiseprosessen til bladet er feil, noe som resulterer i overdreven sveisespenning eller sveisesprekker.
Mottiltak:
1) Unngå å bruke en tresidig lukket bladsporstruktur.
2) Riktig valg av loddemetall.
3) Unngå å bruke oksyacetylen flammeoppvarmingsveising, og hold varmen etter sveising for å eliminere indre stress.
4) Bruk så mye mekanisk klemstruktur som mulig
4. Feil slipemetode vil forårsake slipespenning og slipesprekker; etter sliping av PCBN-freseren er vibrasjonen av skjæretennene for stor, noe som gjør belastningen på individuelle skjæretenner for tung, og vil også forårsake skjæring.
Mottiltak:
1) Sliping med intermitterende sliping eller diamantslipeskive.
2) Velg en mykere slipeskive, og kle deg ofte for å holde slipeskiven skarp.
3) Vær oppmerksom på slipekvaliteten og kontroller strengt vibrasjonen av fresertennene.
5. Valget av skjæremengde er urimelig. Hvis mengden er for stor, vil maskinverktøyet være kjedelig; når du skjærer periodisk, er skjærehastigheten for høy, matehastigheten er for stor, og når emnet er ujevnt, er skjæredybden for liten; skjæring av høyt manganstål For materialer med stor tilbøyelighet til å arbeide herding, er matehastigheten for liten.
Mottiltak: Velg skjæremengde på nytt.
6. Strukturelle årsaker som f.eks. at bunnflaten av sporet til det mekaniske klemverktøyet er ujevn eller bladet stikker for lenge ut.
Mottiltak:
1) Trim bunnflaten på seipen.
2) Ordne posisjonen til skjærevæskedysen rimelig.
3) Det herdede skaftet legger til en karbidpakning under bladet.
7. Overdreven verktøyslitasje.
Mottiltak: Bytt verktøy eller bytt ut skjærekanten i tide.
8. Utilstrekkelig strømningshastighet for skjærevæske eller feil fyllingsmetode vil forårsake plutselig varme- og sprekkskade på bladet.
Mottiltak:
1) Øk skjærevæskens strømningshastighet.
2) Ordne posisjonen til skjærevæskedysen rimelig.
3) Bruk effektive kjølemetoder som spraykjøling for å forbedre kjøleeffekten.
4) Bruk høyhastighetsskjæring for å redusere virkningen på bladet.
9. Verktøyet er installert feil, for eksempel: skjæreverktøyet er installert for høyt eller for lavt; endefreseren bruker asymmetrisk nedfresing, etc.
Mottiltak: Installer verktøyet på nytt.
10. Stivheten til prosesssystemet er for dårlig, noe som resulterer i overdreven skjærevibrasjon.
Mottiltak:
1) Øk hjelpestøtten til arbeidsstykket for å forbedre fastspenningsstivheten til arbeidsstykket.
2) Reduser overhengslengden på verktøyet.
3) Reduser ryggvinkelen på verktøyet på riktig måte.
4) Vedta andre dempende tiltak.
11. Utilsiktet operasjon, for eksempel: når verktøyet skjærer inn fra midten av arbeidsstykket, er handlingen for voldsom; før verktøyet trekkes inn, stopp umiddelbart.
Mottiltak: Vær oppmerksom på operasjonsmetoden.
06
Årsaker, kjennetegn og kontrolltiltak for oppbygd kant
1. Årsaker
I delen nær skjærekanten, i verktøy-brikkekontaktområdet, på grunn av den store nedkraften, er det underliggende metallet til brikken innebygd i de mikroskopiske ujevne toppene og dalene på riveflaten, og danner et ekte metall-mot -metallkontakt uten hull og forårsaker liming. , denne delen av kniv-chip-kontaktområdet kalles bindingsområdet. I bindingssonen vil det være et tynt lag av metallmateriale avsatt på riveflaten i bunnen av brikken. Metallmaterialet i denne delen av brikken har gjennomgått kraftig deformasjon og vil bli forsterket ved en passende skjæretemperatur. Med den kontinuerlige strømmen av flis, under trykk av strømmen av påfølgende skjæring, vil dette laget av stagnasjonsmateriale gli i forhold til det øvre laget av flis og forlate, og bli grunnlaget for oppbygd kant. Deretter vil et andre lag med stillestående skjæremateriale dannes på den, og denne kontinuerlige lagdelingen vil danne en oppbygd kant.
2. Egenskaper og innflytelse på skjæreprosessen
1) Hardheten er 1,5~2.0 ganger høyere enn for arbeidsstykkematerialet. Den kan erstatte riveflaten for skjæring, og har effekten av å beskytte skjærekanten og redusere slitasjen på riveflaten. Men når den oppbygde kanten faller av, flyter rusk gjennom kontaktområdet verktøy-arbeidsstykket. Forårsak slitasje på verktøysidene.
2) Etter at den oppbygde kanten er dannet, øker verktøyets arbeidsravevinkel betydelig, noe som spiller en positiv rolle for å redusere spondeformasjon og skjærekraft.
3) Siden den oppbygde eggen stikker utover skjærekanten, øker den faktiske skjæredybden, noe som påvirker dimensjonsnøyaktigheten til arbeidsstykket.
4) Oppbygd kant vil forårsake et "fure"-fenomen på overflaten av arbeidsstykket, som vil påvirke overflateruheten til arbeidsstykket.
5) Fragmenter av oppbygd kant vil binde seg eller legge seg inn i overflaten av arbeidsstykket for å forårsake harde flekker, som vil påvirke kvaliteten på den behandlede overflaten av arbeidsstykket.
Av ovenstående analyse kan man se at oppbygd kant ikke er bra for skjæring, spesielt for etterbehandling.
3. Kontrolltiltak
Generering av oppbygd kant kan unngås ved å ikke lime eller deformere og forsterke bunnmaterialet til sponen og riveflaten. For denne dagen kan følgende tiltak tas.
1) Reduser grovheten til riveflaten.
2) Øk verktøyets skråvinkel.
3) Reduser skjæretykkelsen.
4) Bruk lavhastighetsskjæring eller høyhastighetsskjæring for å unngå skjærehastigheten som er lett å danne oppbygd kant.
5) Utfør riktig varmebehandling på arbeidsstykkematerialet for å øke hardheten og redusere plastisiteten.
6) Bruk skjærevæske med gode anti-bindingsegenskaper (som skjærevæske med ekstremt trykk som inneholder svovel og klor).
