För bearbetningscentret är verktyget ett förbrukningsverktyg, som kommer att skadas, slits, flisas och så vidare under bearbetningsprocessen. Dessa fenomen är oundvikliga, men det finns också kontrollerbara orsaker som ovetenskaplig och oregelbunden drift och felaktigt underhåll. Endast genom att hitta grundorsaken kan vi bättre lösa problemet.
01
Symtom på verktygsbrott
1) Flisning av skäreggen
När arbetsstyckets materialstruktur, hårdhet och marginal är ojämn, är spånvinkeln för stor, vilket resulterar i låg skäreggstyrka, otillräcklig styvhet i processsystemet för att generera vibrationer, eller intermittent skärning, dålig slipkvalitet, skäreggen är benägen till flisning, Det vill säga små flisor, hack eller avskalning uppstår i kantområdet. När detta händer kommer verktyget att förlora en del av sin skärförmåga, men kommer att fortsätta att fungera. När skärningen fortsätter kan den skadade delen av kantområdet expandera snabbt, vilket resulterar i större skada.
2) Flisning av skäreggen eller spetsen
Denna typ av skador uppstår ofta under tuffare skärförhållanden än flisning av eggen, eller är vidareutveckling av flisning. Flisningens storlek och omfattning är större än flisningen, så att verktyget helt förlorar sin skärförmåga och måste sluta fungera. Flisning av spetsen kallas ofta punktfall.
3) Bladet eller kniven är trasig
När skärförhållandena är extremt hårda, skärmängden är för stor, det finns en slagbelastning, det finns mikrosprickor i bladet eller verktygsmaterialet, det finns kvarvarande spänningar i bladet på grund av svetsning och skärpning, och faktorer som vårdslös drift kan orsaka skador på bladet eller verktyget. bryta av. Efter att denna form av skada inträffat kan verktyget inte fortsätta att användas, så att det skrotas.
4) Bladets ytskikt skalar av
För material med hög sprödhet, såsom hårda legeringar med hög TiC-halt, keramik, PCBN, etc., på grund av defekter eller potentiella sprickor i ytstrukturen, eller kvarvarande belastning på ytan på grund av svetsning och skärpning, under skärprocessen. är lätt att dra av ytskiktet när det inte är tillräckligt stabilt eller verktygsytan utsätts för växlande kontaktpåkänningar. Avskalningen kan förekomma på räffladen, och kniven kan förekomma på flankytan. Skalningen är i form av flingor och skalningsytan är relativt stor. Belagda verktyg är mer benägna att flagna av. Efter att bladet skalat av något kan det fortsätta att arbeta, men efter kraftigt avskalning kommer det att förlora sin skärförmåga.
5) Plastisk deformation av skärande delar
På grund av den låga hållfastheten och låga hårdheten hos verktygsstål och snabbstål kan plastisk deformation uppstå i skärdelen. När hårdmetallen arbetar direkt vid hög temperatur och i ett tillstånd av tredimensionell tryckspänning, kommer den också att producera plastiskt flöde på ytan och till och med orsaka plastisk deformation av skäreggen eller spetsen för att orsaka kollaps. Kollaps inträffar i allmänhet när skärmängden är stor och vid bearbetning av hårda material. Elasticitetsmodulen för TiC-baserad hårdmetall är mindre än den för WC-baserad hårdmetall, så den förstnämndas förmåga att motstå plastisk deformation accelereras, eller så misslyckas den snabbt. PCD och PCBN genomgår i princip inte plastisk deformation.
6) Termisk sprickbildning av bladet
När verktyget utsätts för alternerande mekaniska och termiska belastningar kommer skärdelens yta oundvikligen att generera alternerande termisk påkänning på grund av upprepad termisk expansion och sammandragning, vilket kommer att få bladet att tröttna och spricka. Till exempel, när hårdmetallfräsen används för höghastighetsfräsning, utsätts skärtänderna ständigt för periodisk stöt och omväxlande termisk påkänning, och kamformade sprickor genereras på spånytan. Även om vissa verktyg inte har uppenbar växlande belastning och växelspänning, kommer termisk spänning också att genereras på grund av den inkonsekventa temperaturen hos ytskiktet och det inre skiktet. Dessutom finns det oundvikligen defekter inuti verktygsmaterialet, så bladet kan också spricka. Verktyget kan ibland fortsätta att arbeta under en tid efter att sprickan har bildats, och ibland expanderar sprickan snabbt och gör att bladet går sönder eller att bladets yta lossnar kraftigt.
02
Orsaker till verktygsslitage
1) Slitande slitage
Det finns ofta några små partiklar med extremt hög hårdhet i det bearbetade materialet, som kan dra spår på ytan av verktyget, vilket är abrasivt abrasivt slitage. Slitande slitage finns på alla ytor, mest uppenbart på spånytan. Dessutom kan hampslitage uppstå vid olika skärhastigheter, men för skärning med låg hastighet, på grund av den låga skärtemperaturen, är slitaget som orsakas av andra skäl inte uppenbart, så slitage är den främsta orsaken. Dessutom, ju lägre hårdhet verktyget har, desto allvarligare är nötningsskadorna.
2) Kallsvetsslitage
Vid skärning är det mycket tryck och stark friktion mellan arbetsstycket, skäret och främre och bakre skärytorna, så kallsvetsning kommer att inträffa. På grund av den relativa rörelsen mellan friktionsparen kommer kallsvetsningen att ge sprickor och tas bort av ena sidan, vilket resulterar i kallsvetsslitage. Kallsvetsslitage är i allmänhet allvarligt vid måttliga skärhastigheter. Enligt experiment har spröda metaller starkare motståndskraft mot kallsvetsning än plastmetaller; flerfasmetaller är mindre än enkelriktade metaller; metallföreningar har en lägre tendens till kallsvetsning än enkla ämnen; B-gruppelement och järn i det periodiska systemet för kemiska grundämnen har en mindre tendens till kallsvetsning. Kallsvetsning är allvarligare när höghastighetstål och hårdmetall skärs med låg hastighet.
3) Diffusionsslitage
Under skärning vid hög temperatur och kontakt mellan arbetsstycket och verktyget diffunderar de kemiska elementen på båda sidor varandra i fast tillstånd, vilket förändrar verktygets sammansättning, gör verktygets yta ömtålig och förvärrar slitaget på verktyget. verktyg. Diffusionsfenomen upprätthåller alltid den kontinuerliga spridningen av objekt med hög djupgradient till objekt med låg djupgradient.
Till exempel, när hårdmetallen är vid 800 grader, kommer kobolten i den snabbt att diffundera in i spånen och arbetsstyckena, och WC kommer att sönderdelas till volfram och kol och diffundera in i stålet; när skärtemperaturen för PCD-verktyg är högre än 800 grader vid skärning av stål och järnmaterial. Vid denna tidpunkt kommer kolatomerna i PCD att överföras till ytan av arbetsstycket med en stor diffusionsintensitet för att bilda en ny legering, och ytan av verktyget kommer att grafitiseras. Diffusionen av kobolt och volfram är relativt allvarlig, och antidiffusionsförmågan hos titan, tantal och niob är relativt stark. Därför har YT-hårdmetall bättre slitstyrka. Vid skärning av keramik och PCBN, när temperaturen är så hög som 1000 grader -1300 grader, är diffusionsslitaget inte signifikant. På grund av de olika materialen i arbetsstycket, spånan och verktyget kommer en termoelektrisk potential att genereras i kontaktytan under skärning. Denna termoelektriska potential kan främja diffusion och påskynda slitaget av verktyget. Denna typ av diffusionsslitage under inverkan av termoelektrisk potential kallas "termoelektriskt slitage".
4) Oxidationsslitage
När temperaturen stiger oxideras verktygets yta för att producera mjukare oxider som gnides av spån, vilket kallas oxidativt slitage. Till exempel: vid 700 grader ~800 grader reagerar syre i luften med kobolt, karbid, titankarbid, etc. i hårdmetall för att bilda mjuka oxider; vid 1000 grader reagerar PCBN kemiskt med vattenånga.
03
Bladslitagemönster
1) Rake face skada
Vid skärning av plastmaterial med hög hastighet kommer den del av spånytan nära skärkraften att slitas till en halvmånekonkav form under påverkan av spån, så det kallas också kraterslitage. I det tidiga slitagestadiet ökar verktygets spånvinkel, vilket förbättrar skärförhållandena och bidrar till att spån krullas och går sönder. Men när halvmånekratern ökar ytterligare försvagas skäreggens styrka kraftigt, vilket så småningom kan göra att skäreggen går sönder. Fall. Vid skärning av spröda material, eller skärning av plastmaterial med lägre skärhastigheter och tunnare skärtjocklekar, uppstår i allmänhet inte kraternötning.
2) Slitage på verktygsspetsar
Verktygsnosslitage är slitaget på flanken av verktygsnosbågen och den intilliggande sekundära flanken, vilket är fortsättningen av slitaget av verktygets övre flank. På grund av de dåliga värmeavledningsförhållandena och koncentrerad spänning här är slitagehastigheten snabbare än flankens och ibland bildas en serie små spår med ett avstånd lika med matningsmängden på hjälpflanken, vilket kallas spårslitage . De beror främst på det härdade lagret och skärlinjerna på den bearbetade ytan. Vid skärning av svårklippta material med hög benägenhet att arbeta härdande är det mest sannolikt att spårslitage uppstår. Slitage på verktygsspetsar har störst inverkan på arbetsstyckets ytråhet och bearbetningsnoggrannhet.
3) flankslitage
Vid skärning av plastmaterial med stora skärtjocklekar kan verktygets flank inte komma i kontakt med arbetsstycket på grund av förekomsten av uppbyggd egg. Dessutom kommer vanligtvis flanken i kontakt med arbetsstycket, och en slitzon med en avlastningsvinkel på 0 bildas på flanken. I allmänhet, i mitten av skäreggens arbetslängd, är flankslitaget relativt likformigt, så graden av flankslitage kan mätas med flankslitagezonens bredd VB hos skäreggen.
Eftersom olika typer av verktyg nästan alltid har flankslitage under olika skärförhållanden, speciellt vid skärning av spröda material eller skärning av plastmaterial med liten skärtjocklek, är slitaget på verktyget huvudsakligen flankslitage, och slitagezonen Mått på bredden VB är relativt enkel, så VB används vanligtvis för att indikera graden av verktygsslitage. Ju större VB är, ökar inte bara skärkraften och orsakar skärvibrationer, utan påverkar också slitaget vid verktygsspetsens båge, vilket påverkar bearbetningsnoggrannheten och ytkvaliteten.
04
Hur man förhindrar att knivar går sönder
1) Enligt egenskaperna hos de bearbetade materialen och delarna, välj rimligen typer och kvaliteter av verktygsmaterial. Under förutsättningen att ha en viss hårdhet och slitstyrka är det nödvändigt att säkerställa att verktygsmaterialet har den nödvändiga segheten.
2) Välj rimligt de geometriska parametrarna för verktyget. Genom att justera de främre och bakre vinklarna, huvud- och hjälpavböjningsvinklarna, och bladets lutningsvinklar etc. är det möjligt att säkerställa att skäreggen och verktygsspetsen har bättre hållfasthet. Att slipa en negativ fas på skäreggen är en effektiv åtgärd för att förhindra flisning.
3) Säkerställ kvaliteten på svetsning och skärpning och undvik olika defekter som orsakas av dålig svetsning och skärpning. Knivarna som används i nyckelprocessen bör slipas för att förbättra ytkvaliteten och kontrollera sprickor.
4) Välj rimligt skärmängd för att undvika överdriven skärkraft och hög skärtemperatur för att förhindra verktygsskador.
5) Så långt det är möjligt, se till att processsystemet har bättre styvhet och minska vibrationerna.
6) Använd rätt arbetsmetod och försök att få verktyget att inte bära eller bära den plötsliga förändringsbelastningen så mycket som möjligt.
05
Orsaker och motåtgärder för verktygsflisning
1. Felaktigt val av kvalitet och specifikationer för bladet, såsom att bladets tjocklek är för tunn eller kvaliteten som är för hård och för spröd har valts för grov bearbetning.
Motåtgärder: öka bladets tjocklek eller installera bladet vertikalt och välj en kvalitet med högre böjhållfasthet och seghet.
2. Felaktigt val av verktygsgeometriparametrar (som för stora främre och bakre vinklar etc.).
Motåtgärder:
Du kan börja designa om verktyget utifrån följande aspekter.
1) Minska de främre och bakre vinklarna på lämpligt sätt.
2) Använd en större negativ kantlutning.
3) Minska ingångsvinkeln.
4) Använd en större negativ fas eller kantbåge.
5) Slipning av övergångsskäreggen för att förbättra spetsen.
3) Bladets svetsning är felaktig, vilket resulterar i överdriven svetsspänning eller svetssprickor.
Motåtgärder:
1) Undvik att använda en tresidig stängd bladspårstruktur.
2) Korrekt val av lod.
3) Undvik att använda oxyacetylen flammesvetsning, och håll dig varm efter svetsning för att eliminera inre stress.
4) Använd mekanisk klämstruktur så mycket som möjligt
4. Felaktig skärpningsmetod kommer att orsaka slippåfrestning och slipsprickor; efter slipning av PCBN-fräsen är vibrationen från skärtänderna för stor, vilket gör belastningen av enskilda skärtänder för tung och kommer också att orsaka skärning.
Motåtgärder:
1) Slipning med intermittent slipning eller diamantslipskiva.
2) Välj en mjukare slipskiva och klä dig ofta för att hålla slipskivan vass.
3) Var uppmärksam på skärpningskvaliteten och kontrollera noggrant vibrationerna från fräsens tänder.
5. Valet av styckningsmängd är orimligt. Om mängden är för stor blir verktygsmaskinen tråkig; vid intermittent skärning är skärhastigheten för hög, matningshastigheten är för stor och när ämnesutrymmet är ojämnt är skärdjupet för litet; skärning av högt manganstål För material med stor benägenhet att arbeta härdning är matningshastigheten för liten.
Motåtgärd: Välj skärmängd igen.
6. Strukturella orsaker som t.ex. att bottenytan på spåret på det mekaniska spännverktyget är ojämn eller att bladet sticker ut för långt.
Motåtgärder:
1) Klipp bottenytan på sajten.
2) Ordna läget för skärvätskemunstycket på ett rimligt sätt.
3) Det härdade skaftet lägger till en hårdmetallpackning under bladet.
7. För stort verktygsslitage.
Motåtgärder: Byt verktyg eller byt ut skäreggen i tid.
8. Otillräckligt skärvätskeflöde eller felaktig påfyllningsmetod kommer att orsaka plötslig värme och sprickskador på bladet.
Motåtgärder:
1) Öka skärvätskans flöde.
2) Ordna läget för skärvätskemunstycket på ett rimligt sätt.
3) Använd effektiva kylmetoder som spraykylning för att förbättra kyleffekten.
4) Använd höghastighetsskärning för att minska påverkan på bladet.
9. Verktyget är felaktigt installerat, såsom: skärverktyget är installerat för högt eller för lågt; ändfräsen använder asymmetrisk nedfräsning, etc.
Motåtgärd: Installera om verktyget.
10. Processsystemets styvhet är för dålig, vilket resulterar i överdrivna skärvibrationer.
Motåtgärder:
1) Öka arbetsstyckets hjälpstöd för att förbättra arbetsstyckets fastspänningsstyvhet.
2) Minska verktygets överhängslängd.
3) Minska verktygets ryggvinkel ordentligt.
4) Vidta andra dämpningsåtgärder.
11. Oavsiktlig manövrering, såsom: när verktyget skär in från mitten av arbetsstycket, är handlingen för våldsam; innan verktyget dras in, stoppa omedelbart.
Motåtgärder: Var uppmärksam på operationsmetoden.
06
Orsaker, egenskaper och kontrollåtgärder för uppbyggd kant
1. Orsaker
I delen nära skäreggen, i kontaktytan mellan verktyg och spån, är, på grund av den stora nedåtkraften, spånets underliggande metall inbäddad i de mikroskopiska ojämna topparna och dalarna på spånytan, vilket bildar en riktig metall-mot -metallkontakt utan mellanrum och orsakar vidhäftning. , kallas denna del av kniv-chip-kontaktområdet för bindningsområdet. I bindningszonen kommer det att finnas ett tunt lager av metallmaterial avsatt på spånytan i botten av spånet. Metallmaterialet i denna del av spånet har genomgått kraftig deformation och kommer att förstärkas vid en lämplig skärtemperatur. Med det kontinuerliga flödet av spån, under trycket av flödet av efterföljande skärning, kommer detta skikt av stagnationsmaterial att glida i förhållande till det övre skiktet av spån och lämna, och blir grunden för den uppbyggda kanten. Därefter kommer ett andra skikt av stillastående skärmaterial att bildas på den, och denna kontinuerliga skiktning kommer att bilda en uppbyggd kant.
2. Egenskaper och inflytande på skärprocessen
1) Hårdheten är 1,5~2.0 gånger högre än för arbetsstyckets material. Det kan ersätta spånytan för skärning och har effekten att skydda skäreggen och minska slitaget på spånytan. Men när den uppbyggda kanten faller av flyter skräpet genom kontaktytan mellan verktyg och arbetsstycke. Orsaka slitage på verktygsflankerna.
2) Efter att den uppbyggda eggen har formats ökar verktygets spånvinkel avsevärt, vilket spelar en positiv roll för att minska spåndeformation och skärkraft.
3) Eftersom den uppbyggda eggen sticker ut utanför skäreggen ökar det faktiska skärdjupet, vilket påverkar arbetsstyckets dimensionella noggrannhet.
4) Uppbyggd kant kommer att orsaka ett "får"-fenomen på arbetsstyckets yta, vilket kommer att påverka arbetsstyckets ytjämnhet.
5) Fragment av uppbyggd kant kommer att binda eller bäddas in i arbetsstyckets yta för att orsaka hårda fläckar, vilket kommer att påverka kvaliteten på den bearbetade ytan på arbetsstycket.
Av ovanstående analys kan man se att uppbyggd egg inte är bra för kapning, speciellt för efterbehandling.
3. Kontrollåtgärder
Genereringen av uppbyggd kant kan undvikas genom att inte binda eller deformera och förstärka spånets bottenmaterial och spånytan. För denna dag kan följande åtgärder vidtas.
1) Minska grovheten på räffladen.
2) Öka verktygets spånvinkel.
3) Minska skärtjockleken.
4) Använd låghastighetsskärning eller höghastighetsskärning för att undvika skärhastigheten som är lätt att bilda uppbyggd egg.
5) Utför korrekt värmebehandling av arbetsstyckets material för att öka dess hårdhet och minska plasticiteten.
6) Använd skärvätska med goda antibindningsegenskaper (såsom skärvätska med extremt tryck som innehåller svavel och klor).
