Per il centro di lavoro, l'utensile è uno strumento consumabile, che verrà danneggiato, usurato, scheggiato e così via durante il processo di lavorazione. Questi fenomeni sono inevitabili, ma ci sono anche ragioni controllabili come il funzionamento non scientifico e irregolare e la manutenzione impropria. Solo trovando la causa principale possiamo risolvere meglio il problema.
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Sintomi di rottura dell'utensile
1) Scheggiatura del tagliente
Quando la struttura del materiale del pezzo, la durezza e il margine non sono uniformi, l'angolo di spoglia è troppo grande, con conseguente bassa resistenza del tagliente, rigidità insufficiente del sistema di processo per generare vibrazioni o taglio intermittente, scarsa qualità di rettifica, il tagliente è incline a scheggiatura, ovvero piccole scheggiature, intaccature o desquamazioni compaiono nell'area del bordo. Quando ciò accade, l'utensile perderà parte della sua capacità di taglio, ma continuerà a funzionare. Man mano che il taglio continua, la parte danneggiata dell'area del bordo può espandersi rapidamente, provocando danni maggiori.
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2) Scheggiatura del tagliente o della punta
Questo tipo di danno si verifica spesso in condizioni di taglio più dure rispetto alla scheggiatura del tagliente o è l'ulteriore sviluppo della scheggiatura. La dimensione e la portata della scheggiatura sono maggiori della scheggiatura, quindi l'utensile perde completamente la sua capacità di taglio e deve smettere di funzionare. La scheggiatura della punta viene spesso definita caduta del punto.
3) La lama o il coltello è rotto
Quando le condizioni di taglio sono estremamente dure, la quantità di taglio è troppo grande, c'è un carico d'urto, ci sono microcricche nella lama o nel materiale dell'utensile, c'è uno stress residuo nella lama dovuto alla saldatura e all'affilatura e fattori come il funzionamento incauto può causare danni alla lama o all'utensile. rompere. Dopo che si è verificata questa forma di danno, l'utensile non può continuare ad essere utilizzato, quindi viene rottamato.
4) Lo strato superficiale della lama si stacca
Per materiali con elevata fragilità, come leghe dure con alto contenuto di TiC, ceramiche, PCBN, ecc., a causa di difetti o potenziali cricche nella struttura superficiale, o stress residuo sulla superficie dovuto a saldatura e affilatura, durante il processo di taglio è facile staccare lo strato superficiale quando non è sufficientemente stabile o la superficie dell'utensile è soggetta a sollecitazioni di contatto alternate. La pelatura può verificarsi sulla faccia di spoglia e il coltello può verificarsi sulla faccia del fianco. Il peeling è sotto forma di scaglie e l'area di peeling è relativamente ampia. È più probabile che gli utensili rivestiti si sfaldino. Dopo che la lama è stata leggermente staccata, può continuare a funzionare, ma dopo un forte distacco perderà la sua capacità di taglio.
5) Deformazione plastica delle parti taglienti
A causa della bassa resistenza e della bassa durezza dell'acciaio per utensili e dell'acciaio rapido, è possibile che si verifichi una deformazione plastica nella parte tagliente. Quando il carburo cementato lavora direttamente ad alta temperatura e in uno stato di sollecitazione di compressione tridimensionale, produrrà anche un flusso plastico sulla superficie e causerà persino la deformazione plastica del tagliente o della punta per causare il collasso. Il collasso si verifica generalmente quando la quantità di taglio è elevata e durante la lavorazione di materiali duri. Il modulo elastico del carburo cementato a base di TiC è più piccolo di quello del carburo cementato a base di WC, quindi la capacità del primo di resistere alla deformazione plastica è accelerata o fallisce rapidamente. PCD e PCBN sostanzialmente non subiscono deformazioni plastiche.
6) Fessura termica della lama
Quando l'utensile è sottoposto a carichi meccanici e termici alternati, la superficie della parte tagliente genererà inevitabilmente uno stress termico alternato dovuto a ripetute dilatazioni e contrazioni termiche, che provocheranno affaticamento e fessurazione della lama. Ad esempio, quando la fresa in metallo duro cementato viene utilizzata per la fresatura ad alta velocità, i denti della fresa sono costantemente soggetti a urti periodici e sollecitazioni termiche alternate e si generano cricche a forma di pettine sulla faccia di taglio. Sebbene alcuni strumenti non presentino un carico alternato evidente e uno stress alternato, verrà generato anche uno stress termico a causa della temperatura incoerente dello strato superficiale e dello strato interno. Inoltre, ci sono inevitabilmente difetti all'interno del materiale dell'utensile, quindi anche la lama potrebbe rompersi. L'utensile a volte può continuare a funzionare per un periodo di tempo dopo che si è formata la crepa, e talvolta la crepa si espande rapidamente e provoca la rottura della lama o il distacco della superficie della lama.
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Cause di usura degli utensili
1) Usura abrasiva
Ci sono spesso alcune minuscole particelle con una durezza estremamente elevata nel materiale lavorato, che possono disegnare scanalature sulla superficie dell'utensile, che è usura abrasiva abrasiva. L'usura da abrasione è presente su tutte le superfici, più ovviamente sulla faccia di spoglia. Inoltre, l'usura della canapa può verificarsi a varie velocità di taglio, ma per il taglio a bassa velocità, a causa della bassa temperatura di taglio, l'usura causata da altri motivi non è evidente, quindi l'usura abrasiva è la ragione principale. Inoltre, minore è la durezza dell'utensile, più grave è il danno da abrasione.
2) Usura della saldatura a freddo
Durante il taglio, c'è molta pressione e forte attrito tra il pezzo in lavorazione, il taglio e le facce della taglierina anteriore e posteriore, quindi si verificherà la saldatura a freddo. A causa del movimento relativo tra le coppie di attrito, la saldatura a freddo produrrà crepe e verrà rimossa da un lato, con conseguente usura della saldatura a freddo. L'usura della saldatura a freddo è generalmente grave a velocità di taglio moderate. Secondo gli esperimenti, i metalli fragili hanno una maggiore resistenza alla saldatura a freddo rispetto ai metalli plastici; i metalli multifase sono più piccoli dei metalli unidirezionali; i composti metallici hanno una minore tendenza alla saldatura a freddo rispetto alle sostanze semplici; Gli elementi del gruppo B e il ferro nella tavola periodica degli elementi chimici hanno una minore tendenza alla saldatura a freddo. La saldatura a freddo è più seria quando l'acciaio rapido e il carburo cementato vengono tagliati a bassa velocità.
3) Usura per diffusione
Durante il taglio ad alta temperatura e il contatto tra il pezzo e l'utensile, gli elementi chimici su entrambi i lati si diffondono a vicenda allo stato solido, modificando la struttura della composizione dell'utensile, rendendo fragile la superficie dell'utensile e aggravando l'usura della attrezzo. Il fenomeno di diffusione mantiene sempre la diffusione continua di oggetti con gradiente di profondità elevato verso oggetti con gradiente di profondità basso.
Ad esempio, quando il carburo cementato è a 800 gradi, il cobalto in esso contenuto si diffonderà rapidamente nei trucioli e nei pezzi in lavorazione, e il WC si decomporrà in tungsteno e carbonio e si diffonderà nell'acciaio; quando la temperatura di taglio degli utensili PCD è superiore a 800 gradi durante il taglio di materiali in acciaio e ferro A questo punto, gli atomi di carbonio in PCD verranno trasferiti sulla superficie del pezzo con una grande intensità di diffusione per formare una nuova lega e la superficie dello strumento sarà grafitizzato. La diffusione di cobalto e tungsteno è relativamente seria e la capacità anti-diffusione di titanio, tantalio e niobio è relativamente forte. Pertanto, il carburo cementato YT ha una migliore resistenza all'usura. Durante il taglio di ceramica e PCBN, quando la temperatura raggiunge i 1000 gradi -1300 gradi, l'usura per diffusione non è significativa. A causa dei diversi materiali del pezzo, del truciolo e dell'utensile, durante il taglio verrà generato un potenziale termoelettrico nell'area di contatto. Questo potenziale termoelettrico può favorire la diffusione e accelerare l'usura dell'utensile. Questo tipo di usura per diffusione sotto l'azione del potenziale termoelettrico è chiamata "usura termoelettrica".
4) Usura per ossidazione
Quando la temperatura aumenta, la superficie dell'utensile viene ossidata per produrre ossidi più morbidi che vengono sfregati dai trucioli, che si chiama usura ossidativa. Ad esempio: a 700 gradi ~ 800 gradi, l'ossigeno nell'aria reagisce con cobalto, carburo, carburo di titanio, ecc. in carburo cementato per formare ossidi morbidi; a 1000 gradi, il PCBN reagisce chimicamente con il vapore acqueo.
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Modelli di usura della lama
1) Danni alla superficie di taglio
Quando si tagliano materiali plastici ad alta velocità, la parte della faccia di taglio vicina alla forza di taglio si consumerà assumendo una forma concava a mezzaluna sotto l'azione dei trucioli, quindi è chiamata anche usura a cratere. Nella fase iniziale dell'usura, l'angolo di taglio dell'utensile aumenta, il che migliora le condizioni di taglio e favorisce l'arricciamento e la rottura dei trucioli. Tuttavia, quando il cratere a mezzaluna aumenta ulteriormente, la forza del tagliente si indebolisce notevolmente, il che può eventualmente causare la rottura del tagliente. Caso. Quando si tagliano materiali fragili o si tagliano materiali plastici a velocità di taglio inferiori e spessori di taglio più sottili, generalmente non si verifica la craterizzazione.
2) Usura della punta dell'utensile
L'usura della punta dell'utensile è l'usura del fianco dell'arco della punta dell'utensile e del fianco secondario adiacente, che è la continuazione dell'usura del fianco superiore dell'utensile. A causa delle scarse condizioni di dissipazione del calore e della sollecitazione concentrata qui, la velocità di usura è maggiore di quella del fianco e talvolta sul fianco ausiliario si formano una serie di piccole scanalature con una distanza pari alla quantità di avanzamento, che è chiamata usura della scanalatura . Sono principalmente dovuti allo strato indurito e alle linee di taglio sulla superficie lavorata. Quando si tagliano materiali difficili da tagliare con un'elevata tendenza all'incrudimento, è molto probabile che si verifichi l'usura della scanalatura. L'usura della punta dell'utensile ha il maggiore impatto sulla rugosità della superficie del pezzo e sulla precisione di lavorazione.
3) usura sul fianco
Quando si tagliano materiali plastici con grandi spessori di taglio, il fianco dell'utensile potrebbe non essere in contatto con il pezzo a causa della presenza del tagliente di riporto. Inoltre, di solito il fianco entra in contatto con il pezzo e sul fianco si forma una zona di usura con un angolo di scarico di 0. Generalmente, nel mezzo della lunghezza di lavoro del tagliente, l'usura sul fianco è relativamente uniforme, quindi il grado di usura sul fianco può essere misurato dalla larghezza VB della zona di usura sul fianco del tagliente.
Poiché vari tipi di utensili presentano quasi sempre usura sul fianco in diverse condizioni di taglio, specialmente quando si tagliano materiali fragili o si tagliano materiali plastici con uno spessore di taglio ridotto, l'usura dell'utensile è principalmente usura sul fianco e la zona di usura La misura della larghezza VB è relativamente semplice, quindi VB viene solitamente utilizzato per indicare il grado di usura dell'utensile. Maggiore è il VB, non solo aumenterà la forza di taglio e causerà vibrazioni di taglio, ma influirà anche sull'usura dell'arco della punta dell'utensile, influenzando così la precisione della lavorazione e la qualità della superficie.
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Come prevenire la rottura dei coltelli
1) In base alle caratteristiche dei materiali e delle parti lavorate, selezionare ragionevolmente i tipi e i gradi dei materiali per utensili. Partendo dal presupposto di avere una certa durezza e resistenza all'usura, è necessario garantire che il materiale dell'utensile abbia la tenacità necessaria.
2) Selezionare ragionevolmente i parametri geometrici dell'utensile. Regolando gli angoli anteriore e posteriore, gli angoli di deflessione principale e ausiliario e gli angoli di inclinazione della lama, ecc., è possibile garantire che il tagliente e la punta dell'utensile abbiano una resistenza migliore. L'affilatura di uno smusso negativo sul tagliente è una misura efficace per prevenire la scheggiatura.
3) Garantire la qualità della saldatura e dell'affilatura ed evitare vari difetti causati da scarsa saldatura e affilatura. I coltelli utilizzati nel processo chiave devono essere rettificati per migliorare la qualità della superficie e verificare la presenza di crepe.
4) Selezionare ragionevolmente la quantità di taglio per evitare una forza di taglio eccessiva e un'elevata temperatura di taglio per evitare danni all'utensile.
5) Per quanto possibile, assicurarsi che il sistema di processo abbia una migliore rigidità e riduca le vibrazioni.
6) Adottare il metodo di funzionamento corretto e cercare di fare in modo che lo strumento non sopporti o sopporti il carico di cambiamento improvviso il più possibile.
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Cause e contromisure della scheggiatura degli utensili
1. Selezione errata del grado e delle specifiche della lama, ad esempio lo spessore della lama è troppo sottile o il grado troppo duro e troppo fragile è selezionato per la sgrossatura.
Contromisure: aumentare lo spessore della lama o installare la lama verticalmente e scegliere un grado con maggiore resistenza alla flessione e tenacità.
2. Scelta impropria dei parametri della geometria dell'utensile (come angoli anteriori e posteriori troppo grandi, ecc.).
Contromisure:
Puoi iniziare a riprogettare lo strumento dai seguenti aspetti.
1) Ridurre opportunamente gli angoli anteriore e posteriore.
2) Utilizzare un'inclinazione del bordo negativa maggiore.
3) Ridurre l'angolo di registrazione.
4) Utilizzare uno smusso negativo o un arco di spigolo più grande.
5) Rettifica del tagliente di transizione per migliorare la punta.
3) Il processo di saldatura della lama non è corretto, con conseguente stress di saldatura eccessivo o crepe di saldatura.
Contromisure:
1) Evitare di adottare una struttura a scanalatura della lama chiusa su tre lati.
2) Selezione corretta della saldatura.
3) Evitare di utilizzare la saldatura con riscaldamento a fiamma ossiacetilenica e mantenere caldo dopo la saldatura per eliminare lo stress interno.
4) Utilizzare il più possibile la struttura di bloccaggio meccanico
4. Un metodo di affilatura improprio causerà stress da molatura e crepe da molatura; dopo aver affilato la fresa PCBN, la vibrazione dei denti di taglio è troppo grande, il che rende troppo pesante il carico dei singoli denti di taglio e causerà anche il taglio.
Contromisure:
1) Rettifica con molatura intermittente o mola diamantata.
2) Scegli una mola più morbida e ravvivala spesso per mantenerla affilata.
3) Prestare attenzione alla qualità dell'affilatura e controllare rigorosamente la vibrazione dei denti della fresa.
5. La scelta della quantità di taglio è irragionevole. Se la quantità è troppo grande, la macchina utensile sarà noiosa; quando si taglia a intermittenza, la velocità di taglio è troppo alta, la velocità di avanzamento è troppo grande e quando il margine grezzo non è uniforme, la profondità di taglio è troppo piccola; taglio di acciaio ad alto tenore di manganese Per materiali con una grande tendenza all'incrudimento, la velocità di avanzamento è troppo piccola.
Contromisura: riselezionare la quantità di taglio.
6. Motivi strutturali come la superficie inferiore della scanalatura dell'utensile di bloccaggio meccanico non è uniforme o la lama sporge troppo a lungo.
Contromisure:
1) Tagliare la superficie inferiore della lamella.
2) Predisporre in modo ragionevole la posizione dell'ugello del fluido da taglio.
3) Il gambo temprato aggiunge una guarnizione in carburo sotto la lama.
7. Eccessiva usura dell'utensile.
Contromisure: cambiare l'utensile o sostituire il tagliente in tempo.
8. Una portata insufficiente del fluido da taglio o un metodo di riempimento errato provocheranno calore improvviso e danni alla lama.
Contromisure:
1) Aumentare la portata del fluido da taglio.
2) Predisporre in modo ragionevole la posizione dell'ugello del fluido da taglio.
3) Utilizzare metodi di raffreddamento efficaci come il raffreddamento a spruzzo per migliorare l'effetto di raffreddamento.
4) Adottare il taglio ad alta velocità per ridurre l'impatto sulla lama.
9. L'utensile è installato in modo errato, ad esempio: l'utensile da taglio è installato troppo in alto o troppo in basso; la fresa frontale adotta la fresatura concorde asimmetrica, ecc.
Contromisura: reinstallare lo strumento.
10. La rigidità del sistema di processo è troppo scarsa, con conseguenti vibrazioni di taglio eccessive.
Contromisure:
1) Aumentare il supporto ausiliario del pezzo per migliorare la rigidità di serraggio del pezzo.
2) Ridurre la lunghezza della sporgenza dell'utensile.
3) Ridurre adeguatamente l'angolo posteriore dell'utensile.
4) Adottare altre misure di smorzamento.
11. Operazione involontaria, come: quando l'utensile taglia dal centro del pezzo, l'azione è troppo violenta; prima che l'utensile venga ritirato, fermarsi immediatamente.
Contromisure: Prestare attenzione al metodo operativo.
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Cause, caratteristiche e misure di controllo del tagliente di riporto
1. Cause
Nella parte vicina al tagliente, nell'area di contatto utensile-truciolo, a causa della grande forza verso il basso, il metallo sottostante del truciolo è incastrato nei microscopici picchi e avvallamenti irregolari sulla faccia di taglio, formando un vero e proprio metallo-a -contatto metallico senza spazi vuoti e che provoca incollaggio. , questa parte dell'area di contatto coltello-scheggia è chiamata area di legame. Nella zona di incollaggio, ci sarà un sottile strato di materiale metallico depositato sulla faccia di spoglia nella parte inferiore del chip. Il materiale metallico di questa parte del truciolo ha subito una forte deformazione e sarà rinforzato a una temperatura di taglio adeguata. Con il flusso continuo di trucioli, sotto la spinta del flusso di taglio successivo, questo strato di materiale di ristagno scivolerà rispetto allo strato superiore di trucioli e se ne andrà, diventando la base del tagliente di riporto. Successivamente, su di essa si formerà un secondo strato di materiale da taglio stagnante, e questa stratificazione continua formerà un bordo di riporto.
2. Caratteristiche e influenza sul processo di taglio
1) La durezza è 1,5~2.0 volte superiore a quella del materiale del pezzo. Può sostituire la faccia di taglio per il taglio e ha l'effetto di proteggere il tagliente e ridurre l'usura della faccia di taglio. Tuttavia, quando il tagliente di riporto cade, i detriti fluiscono attraverso l'area di contatto utensile-pezzo. Causa usura sul fianco dell'utensile.
2) Dopo la formazione del tagliente di riporto, l'angolo di taglio di lavoro dell'utensile aumenta notevolmente, il che svolge un ruolo positivo nella riduzione della deformazione del truciolo e della forza di taglio.
3) Poiché il tagliente di riporto sporge oltre il tagliente, la profondità di taglio effettiva aumenta, il che influisce sulla precisione dimensionale del pezzo.
4) Il tagliente di riporto causerà un fenomeno di "solco" sulla superficie del pezzo, che influirà sulla rugosità superficiale del pezzo.
5) Frammenti di tagliente di riporto si legheranno o si incastreranno nella superficie del pezzo in lavorazione causando punti duri, che influiranno sulla qualità della superficie lavorata del pezzo in lavorazione.
Dall'analisi di cui sopra, si può vedere che il tagliente di riporto non è adatto per il taglio, specialmente per la finitura.
3. Misure di controllo
La generazione del tagliente di riporto può essere evitata non incollando o deformando e rinforzando il materiale inferiore del truciolo e la faccia di taglio. Per questo giorno, possono essere prese le seguenti misure.
1) Ridurre la rugosità della faccia di spoglia.
2) Aumentare l'angolo di spoglia dell'utensile.
3) Ridurre lo spessore di taglio.
4) Utilizzare il taglio a bassa velocità o il taglio ad alta velocità per evitare la velocità di taglio che facilita la formazione del tagliente di riporto.
5) Effettuare un adeguato trattamento termico sul materiale da lavorare per aumentarne la durezza e ridurne la plasticità.
6) Utilizzare fluido da taglio con buone proprietà anti-incollaggio (come fluido da taglio per pressioni estreme contenente zolfo e cloro).
