Pro obráběcí centrum je nástroj spotřebním nástrojem, který se v průběhu obrábění poškodí, opotřebuje, vyštípne a podobně. Tyto jevy jsou nevyhnutelné, ale existují také ovlivnitelné důvody, jako je nevědecký a nepravidelný provoz a nesprávná údržba. Pouze nalezením základní příčiny můžeme problém lépe vyřešit.
01
Příznaky zlomení nástroje
1) Odštípnutí řezné hrany
Když jsou struktura materiálu obrobku, tvrdost a okraj nerovnoměrné, úhel čela je příliš velký, což má za následek nízkou pevnost řezné hrany, nedostatečnou tuhost procesního systému pro vytváření vibrací nebo přerušované řezání, špatnou kvalitu broušení, řezná hrana je náchylná to znamená, že v oblasti okraje se objeví malé odštěpky, zářezy nebo odlupování. Když k tomu dojde, nástroj ztratí část své řezné schopnosti, ale bude pokračovat v práci. Jak řezání pokračuje, poškozená část oblasti okraje se může rychle rozšiřovat, což má za následek větší poškození.
obrázek
2) Odštípnutí ostří nebo hrotu
K tomuto typu poškození často dochází za tvrdších řezných podmínek, než je vylamování břitu, nebo jde o další vývoj vylamování. Velikost a rozsah třísky jsou větší než třísky, takže nástroj zcela ztrácí řeznou schopnost a musí přestat pracovat. Odštípnutí hrotu se často nazývá bodový drop.
3) Čepel nebo nůž jsou zlomené
Když jsou řezné podmínky extrémně drsné, řezné množství je příliš velké, dochází k nárazovému zatížení, jsou mikrotrhliny v čepeli nebo materiálu nástroje, v čepeli je zbytkové napětí v důsledku svařování a ostření a faktory, jako je neopatrný provoz může způsobit poškození ostří nebo nástroje. odlomit. Poté, co dojde k této formě poškození, nelze nástroj dále používat, takže je sešrotován.
4) Odlupuje se povrchová vrstva čepele
Pro materiály s vysokou křehkostí, jako jsou tvrdé slitiny s vysokým obsahem TiC, keramika, PCBN atd., v důsledku defektů nebo potenciálních trhlin ve struktuře povrchu nebo zbytkového napětí na povrchu v důsledku svařování a ostření během procesu řezání lze snadno odloupnout povrchovou vrstvu, když není dostatečně stabilní nebo je povrch nástroje vystaven střídavému kontaktnímu namáhání. Odlupování se může objevit na čelní ploše a nůž se může objevit na straně boku. Peeling je ve formě vloček a peelingová plocha je poměrně velká. Potažené nástroje se s větší pravděpodobností odlupují. Po mírném odloupnutí čepele může pokračovat v práci, ale po silném odloupnutí ztratí řeznou schopnost.
5) Plastická deformace řezných dílů
Vzhledem k nízké pevnosti a nízké tvrdosti nástrojové oceli a rychlořezné oceli může v řezné části docházet k plastické deformaci. Když slinutý karbid pracuje přímo při vysoké teplotě a ve stavu trojrozměrného tlakového napětí, bude také vytvářet plastický tok na povrchu a dokonce způsobí plastickou deformaci řezné hrany nebo hrotu, která způsobí kolaps. Ke zhroucení obecně dochází, když je množství řezání velké a při zpracování tvrdých materiálů. Modul pružnosti slinutého karbidu na bázi TiC je menší než modul slinutého karbidu na bázi WC, takže schopnost prvního slinutého karbidu odolávat plastické deformaci se urychlí nebo rychle selže. PCD a PCBN v zásadě nepodléhají plastické deformaci.
6) Tepelné praskání čepele
Když je nástroj vystaven střídavému mechanickému a tepelnému zatížení, povrch řezné části bude nevyhnutelně generovat střídavé tepelné namáhání v důsledku opakované tepelné roztažnosti a smršťování, což způsobí únavu a praskání ostří. Například, když se fréza ze slinutého karbidu používá pro vysokorychlostní frézování, zuby frézy jsou neustále vystaveny periodickým nárazům a střídavému tepelnému namáhání a na čelní ploše se vytvářejí hřebenovité trhliny. I když některé nástroje nemají zjevné střídavé zatížení a střídavé namáhání, bude také vznikat tepelné namáhání v důsledku nekonzistentní teploty povrchové vrstvy a vnitřní vrstvy. Kromě toho jsou uvnitř materiálu nástroje nevyhnutelně defekty, takže ostří může také prasknout. Nástroj může někdy pokračovat v práci po určitou dobu po vytvoření trhliny a někdy se trhlina rychle rozšíří a způsobí zlomení čepele nebo silné odloupnutí povrchu čepele.
02
Příčiny opotřebení nástrojů
1) Abrazivní opotřebení
Ve zpracovávaném materiálu se často vyskytují drobné částečky s extrémně vysokou tvrdostí, které mohou na povrchu nástroje vytvářet drážky, což je abrazivní opotřebení. Abrazivní opotřebení existuje na všech površích, nejzřejměji na čelní ploše. Navíc k opotřebení konopím může docházet při různých řezných rychlostech, ale u nízkorychlostního řezání kvůli nízké teplotě řezu není opotřebení způsobené jinými důvody zřejmé, takže hlavním důvodem je abrazivní opotřebení. Navíc, čím nižší je tvrdost nástroje, tím vážnější je abrazivní poškození.
2) Opotřebení při svařování za studena
Při řezání dochází k velkému tlaku a silnému tření mezi obrobkem, řezem a předním a zadním čelem frézy, takže dojde ke svařování za studena. V důsledku relativního pohybu mezi třecími páry bude studené svařování vytvářet trhliny a bude odstraněno jednou stranou, což má za následek opotřebení při svařování za studena. Opotřebení studeného svařování je obecně vážné při střední řezné rychlosti. Podle experimentů mají křehké kovy silnější odolnost vůči svařování za studena než plastové kovy; vícefázové kovy jsou menší než jednosměrné kovy; kovové sloučeniny mají nižší sklon ke svařování za studena než jednoduché látky; Prvky skupiny B a železo v periodické tabulce chemických prvků mají menší sklon ke svařování za studena. Svařování za studena je vážnější, když se rychlořezná ocel a slinutý karbid řežou nízkou rychlostí.
3) Difúzní opotřebení
Během řezání při vysoké teplotě a kontaktu mezi obrobkem a nástrojem se chemické prvky na obou stranách vzájemně difundují v pevném stavu, mění strukturu složení nástroje, činí povrch nástroje křehkým a zhoršují opotřebení nástroje. nástroj. Jev difúze vždy udržuje kontinuální difúzi objektů s vysokým hloubkovým gradientem k objektům s nízkým hloubkovým gradientem.
Například, když má slinutý karbid 800 stupňů, kobalt v něm rychle difunduje do třísek a obrobků a WC se rozloží na wolfram a uhlík a difunduje do oceli; když je řezná teplota PKD nástrojů vyšší než 800 stupňů při řezání ocelových a železných materiálů V tomto okamžiku se atomy uhlíku v PKD přenesou na povrch obrobku s velkou intenzitou difúze za vzniku nové slitiny a povrch nástroje budou grafitizovány. Poměrně závažná je difúze kobaltu a wolframu a poměrně silná je antidifúzní schopnost titanu, tantalu a niobu. Proto má slinutý karbid YT lepší odolnost proti opotřebení. Při řezání keramiky a PCBN, kdy je teplota až 1000 stupňů -1300 stupňů, není difúzní opotřebení významné. Vzhledem k různým materiálům obrobku, třísky a nástroje bude v kontaktní oblasti při řezání vznikat termoelektrický potenciál. Tento termoelektrický potenciál může podporovat difúzi a urychlit opotřebení nástroje. Tento druh difúzního opotřebení působením termoelektrického potenciálu se nazývá "termoelektrické opotřebení".
4) Opotřebení oxidací
Když teplota stoupá, povrch nástroje se oxiduje za vzniku měkčích oxidů, které jsou třeny třískami, což se nazývá oxidační opotřebení. Například: při 700 stupních ~ 800 stupních kyslík ve vzduchu reaguje s kobaltem, karbidem, karbidem titanu atd. ve slinutém karbidu za vzniku měkkých oxidů; při 1000 stupních, PCBN chemicky reaguje s vodní párou.
03
Vzory opotřebení čepele
1) Poškození čela
Při řezání plastových materiálů vysokou rychlostí se část čela čela v blízkosti řezné síly působením třísek opotřebí do tvaru půlměsíce, takže se také nazývá opotřebení kráterem. V raném stádiu opotřebení se úhel čela nástroje zvětšuje, což zlepšuje řezné podmínky a přispívá ke zkroucení a lámání třísek. Když se však srpkový kráter dále zvětšuje, síla řezné hrany je značně oslabena, což může nakonec způsobit zlomení řezné hrany. Pouzdro. Při řezání křehkých materiálů nebo řezání plastových materiálů při nižších řezných rychlostech a tenčích řezných tloušťkách obvykle nedochází k opotřebení kráterů.
2) Opotřebení hrotu nástroje
Opotřebení hrotu nástroje je opotřebení boku oblouku hrotu nástroje a přilehlého sekundárního boku, které je pokračováním opotřebení horního boku nástroje. Kvůli špatným podmínkám odvodu tepla a zde soustředěnému napětí je rychlost opotřebení vyšší než rychlost na boku a někdy se na pomocném boku vytvoří řada malých drážek se vzdáleností rovnající se množství posuvu, což se nazývá opotřebení drážky . Jsou způsobeny především vytvrzenou vrstvou a řeznými liniemi na obrobené ploše. Při řezání těžkoobrobitelných materiálů s vysokou tendencí k mechanickému zpevnění dochází s největší pravděpodobností k opotřebení drážky. Opotřebení hrotu nástroje má největší vliv na drsnost povrchu obrobku a přesnost obrábění.
3) opotřebení hřbetu
Při řezání plastových materiálů při velkých řezných tloušťkách nemusí být bok nástroje v kontaktu s obrobkem kvůli přítomnosti nahromaděného břitu. Kromě toho se hřbet obvykle dostane do kontaktu s obrobkem a na hřbetu se vytvoří zóna opotřebení s úhlem reliéfu 0. Obecně platí, že uprostřed pracovní délky břitu je opotřebení hřbetu relativně rovnoměrné, takže stupeň opotřebení hřbetu lze měřit šířkou zóny opotřebení hřbetu VB břitu.
Protože různé typy nástrojů mají téměř vždy opotřebení hřbetu při různých řezných podmínkách, zejména při řezání křehkých materiálů nebo řezání plastových materiálů s malou řeznou tloušťkou, opotřebení nástroje je hlavně opotřebení hřbetu a zóna opotřebení Měření šířky VB je poměrně jednoduchý, proto se pro označení stupně opotřebení nástroje obvykle používá VB. Čím větší je VB, nejen že zvýší řeznou sílu a způsobí řezné vibrace, ale také ovlivní opotřebení oblouku hrotu nástroje, a tím ovlivní přesnost obrábění a kvalitu povrchu.
obrázek
04
Jak zabránit zlomení nožů
1) Podle vlastností zpracovávaných materiálů a dílů rozumně vybírejte druhy a jakosti nástrojových materiálů. Za předpokladu určité tvrdosti a odolnosti proti opotřebení je nutné zajistit, aby nástrojový materiál měl potřebnou houževnatost.
2) Rozumně zvolit geometrické parametry nástroje. Nastavením předních a zadních úhlů, hlavního a pomocného úhlu vychýlení, úhlu sklonu ostří atd. je možné zajistit lepší pevnost břitu a hrotu nástroje. Broušení negativního zkosení na břitu je účinným opatřením k zabránění vylamování.
3) Zajistěte kvalitu svařování a ostření a vyvarujte se různých vad způsobených špatným svařováním a ostřením. Nože použité v klíčovém procesu by měly být broušeny, aby se zlepšila kvalita povrchu a kontrolovaly se trhliny.
4) Rozumně zvolte řezné množství, abyste se vyhnuli nadměrné řezné síle a vysoké řezné teplotě, aby nedošlo k poškození nástroje.
5) Pokud je to možné, zajistěte, aby procesní systém měl lepší tuhost a snižte vibrace.
6) Použijte správnou provozní metodu a snažte se, aby nástroj co nejvíce neunesl nebo neunesl náhlou změnu zatížení.
05
Příčiny a protiopatření vylamování nástroje
1. Nesprávný výběr jakosti a specifikace ostří, např. tloušťka ostří je příliš tenká nebo je vybrána třída, která je příliš tvrdá a příliš křehká pro hrubé obrábění.
Protiopatření: zvětšete tloušťku čepele nebo nainstalujte čepel svisle a vyberte třídu s vyšší pevností v ohybu a houževnatostí.
2. Nesprávná volba parametrů geometrie nástroje (jako jsou příliš velké přední a zadní úhly atd.).
Protiopatření:
Přepracování nástroje můžete začít z následujících aspektů.
1) Přiměřeně zmenšete přední a zadní úhly.
2) Použijte větší sklon záporné hrany.
3) Snižte úhel zadávání.
4) Použijte větší záporné zkosení nebo hranový oblouk.
5) Broušení přechodového břitu pro vylepšení hrotu.
3) Proces svařování čepele je nesprávný, což má za následek nadměrné namáhání při svařování nebo praskliny při svařování.
Protiopatření:
1) Vyhněte se používání třístranné uzavřené drážky čepele.
2) Správný výběr pájky.
3) Vyhněte se použití svařování kyslíkoacetylenovým plamenem a po svařování udržujte teplo, abyste odstranili vnitřní pnutí.
4) V maximální možné míře používejte mechanickou upínací konstrukci
4. Nesprávná metoda ostření způsobí pnutí při broušení a praskliny při broušení; po naostření PCBN frézy jsou vibrace řezných zubů příliš velké, což způsobuje přílišné zatížení jednotlivých řezných zubů a také způsobí řezání.
Protiopatření:
1) Broušení přerušovaným broušením nebo diamantovým brusným kotoučem.
2) Vyberte si měkčí brusný kotouč a často jej upravujte, aby byl brusný kotouč ostrý.
3) Dbejte na kvalitu ostření a přísně kontrolujte vibrace zubů frézy.
5. Volba množství řezu je nepřiměřená. Pokud je množství příliš velké, obráběcí stroj bude nudný; při přerušovaném řezání je řezná rychlost příliš vysoká, posuv je příliš velký a při nerovnoměrném přídavku polotovaru je hloubka řezu příliš malá; řezání vysoce manganové oceli U materiálů s velkou tendencí k mechanickému zpevnění je rychlost posuvu příliš malá.
Protiopatření: Znovu zvolte množství řezu.
6. Konstrukční důvody, např. spodní povrch drážky mechanického upínacího nástroje je nerovný nebo čepel vyčnívá příliš dlouho.
Protiopatření:
1) Odřízněte spodní povrch lamely.
2) Rozumně uspořádejte polohu trysky řezné kapaliny.
3) Kalená stopka přidává karbidové těsnění pod čepel.
7. Nadměrné opotřebení nástroje.
Protiopatření: Včas vyměňte nástroj nebo vyměňte ostří.
8. Nedostatečná rychlost proudění řezné kapaliny nebo nesprávná metoda plnění způsobí náhlé přehřátí a poškození kotouče popraskáním.
Protiopatření:
1) Zvyšte průtok řezné kapaliny.
2) Rozumně uspořádejte polohu trysky řezné kapaliny.
3) Ke zlepšení chladicího účinku používejte účinné metody chlazení, jako je chlazení rozprašováním.
4) Přijměte vysokorychlostní řezání, abyste snížili dopad na kotouč.
9. Nástroj je nainstalován nesprávně, například: řezný nástroj je nainstalován příliš vysoko nebo příliš nízko; stopková fréza využívá asymetrické souvislé frézování atd.
Protiopatření: Znovu nainstalujte nástroj.
10. Tuhost procesního systému je příliš nízká, což má za následek nadměrné vibrace při řezání.
Protiopatření:
1) Zvyšte pomocnou podpěru obrobku, abyste zlepšili tuhost upnutí obrobku.
2) Zkraťte délku přesahu nástroje.
3) Správně snižte úhel hřbetu nástroje.
4) Přijměte další tlumicí opatření.
11. Neúmyslná operace, jako např.: když se nástroj zařízne ze středu obrobku, akce je příliš prudká; před zatažením nástroje okamžitě zastavte.
Protiopatření: Věnujte pozornost metodě operace.
06
Příčiny, charakteristika a kontrolní opatření zastavěné hrany
1. Příčiny
V části blízko řezné hrany, v oblasti kontaktu nástroje a třísky, je v důsledku velké přítlačné síly podkladový kov třísky zapuštěn do mikroskopických nerovných vrcholů a prohlubní na čelní ploše, čímž se vytváří skutečný kov. - kovový kontakt bez mezer a způsobující lepení. Tato část kontaktní plochy nože a třísky se nazývá spojovací plocha. Ve spojovací zóně bude tenká vrstva kovového materiálu nanesená na čelní ploše ve spodní části třísky. Kovový materiál této části třísky prošel silnou deformací a bude zpevněn při vhodné teplotě řezání. Při nepřetržitém toku třísek, pod tlakem toku následného řezání, tato vrstva stagnačního materiálu sklouzne vzhledem k horní vrstvě třísek a odchází, čímž se stává základem nahromaděné hrany. Následně se na něm vytvoří druhá vrstva stojatého řezného materiálu a toto souvislé vrstvení vytvoří narostlou hranu.
2. Charakteristika a vliv na proces řezání
1) Tvrdost je 1,5~2.0krát vyšší než tvrdost materiálu obrobku. Může nahradit čelo čela pro řezání a má za následek ochranu řezné hrany a snížení opotřebení čela čela. Když však narostlá hrana odpadne, úlomky proudí přes kontaktní oblast nástroje a obrobku. Způsobit opotřebení boku nástroje.
2) Po vytvoření náběhové hrany se výrazně zvětší pracovní úhel čela nástroje, což hraje pozitivní roli při snižování deformace třísky a řezné síly.
3) Vzhledem k tomu, že nahromaděná hrana vyčnívá za břit, skutečná hloubka řezu se zvyšuje, což ovlivňuje rozměrovou přesnost obrobku.
4) Vybudovaná hrana způsobí na povrchu obrobku jev „brázdy“, který ovlivní drsnost povrchu obrobku.
5) Úlomky nahromaděné hrany se spojí nebo zapustí do povrchu obrobku a způsobí tvrdá místa, která ovlivní kvalitu opracovaného povrchu obrobku.
Z výše uvedené analýzy je vidět, že nahromaděná hrana není vhodná pro řezání, zejména pro dokončovací práce.
3. Kontrolní opatření
Vzniku nahromaděného okraje lze zabránit tím, že se nelepí nebo nedeformuje a nezpevňuje spodní materiál třísky a čelní plochy. Pro tento den lze přijmout následující opatření.
1) Snižte drsnost čela shrnovače.
2) Zvětšete úhel čela nástroje.
3) Snižte tloušťku řezu.
4) Používejte nízkorychlostní řezání nebo vysokorychlostní řezání, abyste se vyhnuli řezné rychlosti, při které lze snadno vytvořit nahromaděnou hranu.
5) Proveďte správné tepelné zpracování materiálu obrobku, abyste zvýšili jeho tvrdost a snížili plasticitu.
6) Používejte řeznou kapalinu s dobrými vlastnostmi proti lepení (jako je řezná kapalina pro extrémní tlaky obsahující síru a chlór).
