Pre obrábacie centrum je nástroj spotrebným nástrojom, ktorý sa počas procesu obrábania poškodí, opotrebuje, odštiepi a pod. Tieto javy sú nevyhnutné, ale existujú aj kontrolovateľné dôvody, ako je nevedecká a nepravidelná prevádzka a nesprávna údržba. Len nájdením základnej príčiny môžeme problém lepšie vyriešiť.
01
Príznaky zlomenia nástroja
1) Odštiepenie reznej hrany
Keď sú štruktúra materiálu obrobku, tvrdosť a okraj nerovnomerné, uhol čela je príliš veľký, čo má za následok nízku pevnosť reznej hrany, nedostatočnú tuhosť procesného systému na generovanie vibrácií alebo prerušované rezanie, zlú kvalitu brúsenia, rezná hrana je náchylná to znamená, že v oblasti okraja sa objavia malé odštiepky, zárezy alebo odlupovanie. Keď k tomu dôjde, nástroj stratí časť svojich rezných schopností, ale bude pokračovať v práci. Ako rezanie pokračuje, poškodená časť okrajovej oblasti sa môže rýchlo rozširovať, čo má za následok väčšie poškodenie.
obrázok
2) Odštiepenie reznej hrany alebo hrotu
K tomuto typu poškodenia často dochádza za drsnejších rezných podmienok ako pri vylamovaní reznej hrany, alebo ide o ďalší vývoj vylamovania. Veľkosť a rozsah triesok sú väčšie ako triesky, takže nástroj úplne stráca svoju reznú schopnosť a musí prestať pracovať. Odštiepenie hrotu sa často označuje ako pokles bodu.
3) Čepeľ alebo nôž sú zlomené
Keď sú podmienky rezania extrémne drsné, množstvo rezu je príliš veľké, dochádza k nárazovému zaťaženiu, v čepeli alebo materiáli nástroja sú mikrotrhliny, v čepeli je zvyškové napätie v dôsledku zvárania a ostrenia a faktory, ako je neopatrná prevádzka môže spôsobiť poškodenie čepele alebo nástroja. odlomiť. Keď dôjde k takejto forme poškodenia, nástroj sa nemôže ďalej používať, takže je zošrotovaný.
4) Povrchová vrstva čepele sa odlupuje
Pre materiály s vysokou krehkosťou, ako sú tvrdé zliatiny s vysokým obsahom TiC, keramika, PCBN atď., v dôsledku defektov alebo potenciálnych trhlín v štruktúre povrchu alebo zvyškového napätia na povrchu v dôsledku zvárania a ostrenia počas procesu rezania ľahko sa odlupuje od povrchovej vrstvy, keď nie je dostatočne stabilná alebo je povrch nástroja vystavený striedavému kontaktnému namáhaniu. Odlupovanie sa môže vyskytnúť na čelnej strane a nôž sa môže vyskytnúť na boku. Peeling je vo forme vločiek a peelingová plocha je pomerne veľká. Potiahnuté nástroje sa s väčšou pravdepodobnosťou odlupujú. Po miernom odlepení čepele môže pokračovať v práci, ale po silnom odlepení stratí svoju reznú schopnosť.
5) Plastická deformácia rezných častí
V dôsledku nízkej pevnosti a nízkej tvrdosti nástrojovej ocele a rýchloreznej ocele môže dôjsť k plastickej deformácii reznej časti. Keď slinutý karbid pracuje priamo pri vysokej teplote a v stave trojrozmerného tlakového napätia, bude tiež vytvárať plastický tok na povrchu a dokonca spôsobí plastickú deformáciu reznej hrany alebo hrotu, ktorá spôsobí kolaps. Kolaps vo všeobecnosti nastáva, keď je množstvo rezu veľké a pri spracovaní tvrdých materiálov. Modul pružnosti slinutého karbidu na báze TiC je menší ako modul slinutého karbidu na báze WC, takže jeho schopnosť odolávať plastickej deformácii sa urýchli alebo rýchlo zlyhá. PCD a PCBN v zásade nepodliehajú plastickej deformácii.
6) Tepelné praskanie čepele
Keď je nástroj vystavený striedavému mechanickému a tepelnému zaťaženiu, povrch reznej časti bude nevyhnutne vytvárať striedavé tepelné namáhanie v dôsledku opakovanej tepelnej rozťažnosti a kontrakcie, čo spôsobí únavu a praskanie ostria. Napríklad, keď sa fréza zo slinutého karbidu používa na vysokorýchlostné frézovanie, zuby frézy sú neustále vystavené periodickým nárazom a striedavému tepelnému namáhaniu a na čelnej strane čela sa vytvárajú hrebeňovité trhliny. Aj keď niektoré nástroje nemajú zjavné striedavé zaťaženie a striedavé namáhanie, tepelné napätie bude tiež generované v dôsledku nekonzistentnej teploty povrchovej vrstvy a vnútornej vrstvy. Okrem toho sú vo vnútri materiálu nástroja nevyhnutne chyby, takže čepeľ môže tiež prasknúť. Nástroj môže niekedy pokračovať v práci po určitú dobu po vytvorení trhliny a niekedy sa trhlina rýchlo rozšíri a spôsobí zlomenie čepele alebo silné odlepenie povrchu čepele.
02
Príčiny opotrebovania nástrojov
1) Abrazívne opotrebovanie
V spracovávanom materiáli sa často nachádzajú drobné čiastočky s extrémne vysokou tvrdosťou, ktoré môžu vytvárať drážky na povrchu nástroja, čo predstavuje abrazívne opotrebenie. Abrazívne opotrebenie existuje na všetkých povrchoch, najzreteľnejšie na čelnej ploche. Okrem toho môže dôjsť k opotrebovaniu konope pri rôznych rýchlostiach rezania, ale pri rezaní nízkou rýchlosťou v dôsledku nízkej teploty rezania nie je zrejmé opotrebenie spôsobené inými dôvodmi, takže hlavným dôvodom je abrazívne opotrebenie. Okrem toho, čím nižšia je tvrdosť nástroja, tým vážnejšie je abrazívne poškodenie.
2) Opotrebenie pri zváraní za studena
Pri rezaní je veľký tlak a silné trenie medzi obrobkom, rezom a predným a zadným čelom frézy, takže dôjde k zváraniu za studena. V dôsledku relatívneho pohybu medzi trecími pármi bude zváranie za studena vytvárať trhliny a bude odstránené jednou stranou, čo vedie k opotrebovaniu zváraním za studena. Opotrebenie pri zváraní za studena je vo všeobecnosti vážne pri stredných rezných rýchlostiach. Podľa experimentov majú krehké kovy väčšiu odolnosť proti zváraniu za studena ako plastové kovy; viacfázové kovy sú menšie ako jednosmerné kovy; zlúčeniny kovov majú nižší sklon k zváraniu za studena ako jednoduché látky; Prvky skupiny B a železo v periodickej tabuľke chemických prvkov majú menšiu tendenciu k zváraniu za studena. Zváranie za studena je vážnejšie, keď sa rýchlorezná oceľ a slinutý karbid režú pri nízkej rýchlosti.
3) Difúzne opotrebovanie
Počas rezania pri vysokej teplote a pri kontakte medzi obrobkom a nástrojom sa chemické prvky na oboch stranách navzájom difundujú v pevnom stave, čím sa mení štruktúra zloženia nástroja, povrch nástroja je krehký a zhoršuje sa opotrebovanie nástroja. nástroj. Difúzny jav vždy zachováva kontinuálnu difúziu objektov s vysokým hĺbkovým gradientom k objektom s nízkym hĺbkovým gradientom.
Napríklad, keď má slinutý karbid 800 stupňov, kobalt v ňom rýchlo difunduje do triesok a obrobkov a WC sa rozloží na volfrám a uhlík a difunduje do ocele; keď je teplota rezania nástrojov PCD vyššia ako 800 stupňov pri rezaní oceľových a železných materiálov V tomto čase sa atómy uhlíka v PCD prenesú na povrch obrobku s veľkou intenzitou difúzie, aby sa vytvorila nová zliatina a povrch nástroja bude grafitizovaný. Difúzia kobaltu a volfrámu je pomerne závažná a antidifúzna schopnosť titánu, tantalu a nióbu je pomerne silná. Preto má slinutý karbid YT lepšiu odolnosť proti opotrebovaniu. Pri rezaní keramiky a PCBN, keď je teplota až 1000 stupňov -1300 stupňov, nie je difúzne opotrebenie významné. V dôsledku rôznych materiálov obrobku, triesky a nástroja sa pri rezaní v oblasti kontaktu vytvorí termoelektrický potenciál. Tento termoelektrický potenciál môže podporiť difúziu a urýchliť opotrebovanie nástroja. Tento druh difúzneho opotrebovania pôsobením termoelektrického potenciálu sa nazýva "termoelektrické opotrebovanie".
4) Opotrebenie oxidáciou
Keď teplota stúpne, povrch nástroja sa oxiduje za vzniku mäkších oxidov, ktoré sú odierané trieskami, čo sa nazýva oxidačné opotrebovanie. Napríklad: pri 700 stupňoch ~ 800 stupňoch kyslík vo vzduchu reaguje s kobaltom, karbidom, karbidom titánu atď. v slinutých karbidoch za vzniku mäkkých oxidov; pri 1000 stupňoch PCBN chemicky reaguje s vodnou parou.
03
Vzory opotrebovania čepele
1) Poškodenie čela hrable
Pri rezaní plastových materiálov vysokou rýchlosťou sa časť čela čela v blízkosti reznej sily pôsobením triesok opotrebuje do tvaru polmesiaca, takže sa nazýva aj opotrebovanie kráterom. V počiatočnom štádiu opotrebovania sa uhol čela nástroja zväčšuje, čo zlepšuje rezné podmienky a prispieva k zvlneniu a lámaniu triesok. Keď sa však kosáčikový kráter ďalej zväčšuje, pevnosť reznej hrany je značne oslabená, čo môže nakoniec spôsobiť zlomenie reznej hrany. Prípad. Pri rezaní krehkých materiálov alebo rezaní plastových materiálov pri nižších rezných rýchlostiach a tenších hrúbkach rezu vo všeobecnosti nedochádza k opotrebovaniu kráterov.
2) Opotrebenie hrotu nástroja
Opotrebenie špičky nástroja je opotrebovanie boku oblúka špičky nástroja a priľahlého sekundárneho boku, ktoré je pokračovaním opotrebovania horného boku nástroja. Kvôli zlým podmienkam odvádzania tepla a koncentrovanému namáhaniu je rýchlosť opotrebovania vyššia ako rýchlosť boku a niekedy sa na pomocnom boku vytvorí séria malých drážok so vzdialenosťou rovnajúcou sa množstvu posuvu, čo sa nazýva opotrebovanie drážok. . Sú spôsobené najmä vytvrdenou vrstvou a reznými čiarami na opracovanom povrchu. Pri rezaní ťažko obrobiteľných materiálov s vysokým sklonom k mechanickému spevneniu dochádza s najväčšou pravdepodobnosťou k opotrebovaniu drážky. Opotrebenie hrotu nástroja má najväčší vplyv na drsnosť povrchu obrobku a presnosť obrábania.
3) opotrebovanie boku
Pri rezaní plastových materiálov pri veľkých hrúbkach rezu nemusí byť bok nástroja v kontakte s obrobkom kvôli prítomnosti nahromadenej hrany. Okrem toho sa zvyčajne bok dostane do kontaktu s obrobkom a na boku sa vytvorí zóna opotrebovania s uhlom reliéfu 0. Všeobecne platí, že v strede pracovnej dĺžky reznej hrany je opotrebovanie boku relatívne rovnomerné, takže stupeň opotrebovania boku možno merať šírkou zóny opotrebovania boku VB reznej hrany.
Pretože rôzne typy nástrojov majú takmer vždy opotrebovanie boku pri rôznych rezných podmienkach, najmä pri rezaní krehkých materiálov alebo pri rezaní plastových materiálov s malou hrúbkou rezu, opotrebovaním nástroja je hlavne opotrebovanie boku a zóna opotrebovania Meranie šírky VB je pomerne jednoduchý, preto sa na označenie stupňa opotrebovania nástroja zvyčajne používa VB. Čím väčšia je VB, nielenže zvýši reznú silu a spôsobí rezné vibrácie, ale tiež ovplyvní opotrebenie oblúka hrotu nástroja, čím sa ovplyvní presnosť obrábania a kvalita povrchu.
obrázok
04
Ako zabrániť zlomeniu nožov
1) Podľa vlastností spracovávaných materiálov a dielov rozumne vyberajte druhy a triedy nástrojových materiálov. Za predpokladu určitej tvrdosti a odolnosti proti opotrebovaniu je potrebné zabezpečiť, aby materiál nástroja mal potrebnú húževnatosť.
2) Rozumne zvoliť geometrické parametre nástroja. Nastavením predného a zadného uhla, hlavného a pomocného uhla vychýlenia, uhla sklonu čepele atď. je možné zabezpečiť lepšiu pevnosť reznej hrany a hrotu nástroja. Brúsenie negatívneho skosenia na reznej hrane je účinným opatrením na zabránenie vylamovania.
3) Zabezpečte kvalitu zvárania a ostrenia a vyhnite sa rôznym chybám spôsobeným zlým zváraním a ostrením. Nože používané v kľúčovom procese by mali byť brúsené, aby sa zlepšila kvalita povrchu a skontrolovali sa praskliny.
4) Rozumne zvoľte množstvo rezu, aby ste sa vyhli nadmernej reznej sile a vysokej teplote rezu, aby ste predišli poškodeniu nástroja.
5) Pokiaľ je to možné, zabezpečte, aby procesný systém mal lepšiu tuhosť a znížte vibrácie.
6) Použite správnu metódu prevádzky a snažte sa, aby náradie čo najviac neznieslo alebo neznieslo zaťaženie pri náhlych zmenách.
05
Príčiny a protiopatrenia triesok nástroja
1. Nesprávny výber triedy a špecifikácie čepele, ako je hrúbka čepele je príliš tenká alebo je na hrubé obrábanie zvolená trieda, ktorá je príliš tvrdá a príliš krehká.
Protiopatrenia: zväčšite hrúbku čepele alebo nainštalujte čepeľ vertikálne a vyberte si triedu s vyššou pevnosťou v ohybe a húževnatosťou.
2. Nesprávny výber parametrov geometrie nástroja (napríklad príliš veľké predné a zadné uhly atď.).
Protiopatrenia:
S prepracovaním nástroja môžete začať z nasledujúcich aspektov.
1) Vhodne zmenšite predný a zadný uhol.
2) Použite väčší sklon zápornej hrany.
3) Znížte uhol vstupu.
4) Použite väčšie negatívne skosenie alebo okrajový oblúk.
5) Brúsenie prechodovej reznej hrany na vylepšenie hrotu.
3) Proces zvárania čepele je nesprávny, výsledkom čoho je nadmerné namáhanie pri zváraní alebo praskliny pri zváraní.
Protiopatrenia:
1) Vyhnite sa použitiu trojstrannej uzavretej drážky čepele.
2) Správny výber spájky.
3) Vyhnite sa používaniu zvárania oxyacetylénovým plameňom a po zváraní udržiavajte teplo, aby ste eliminovali vnútorné napätie.
4) V maximálnej možnej miere používajte mechanickú upínaciu štruktúru
4. Nesprávny spôsob ostrenia spôsobí brúsne napätie a praskliny pri brúsení; po naostrení PCBN frézy sú vibrácie rezných zubov príliš veľké, čo spôsobuje príliš veľké zaťaženie jednotlivých rezných zubov a spôsobí aj rezanie.
Protiopatrenia:
1) Brúsenie s prerušovaným brúsením alebo diamantovým brúsnym kotúčom.
2) Vyberte si mäkší brúsny kotúč a často ho upravujte, aby bol brúsny kotúč ostrý.
3) Venujte pozornosť kvalite ostrenia a prísne kontrolujte vibrácie zubov frézy.
5. Výber množstva rezu je nerozumný. Ak je množstvo príliš veľké, obrábací stroj bude nudný; pri prerušovanom rezaní je rýchlosť rezania príliš vysoká, rýchlosť posuvu príliš veľká a pri nerovnomernom prídavku polotovaru je hĺbka rezu príliš malá; rezanie vysokomangánovej ocele Pre materiály s veľkou tendenciou k mechanickému spevneniu je rýchlosť posuvu príliš malá.
Protiopatrenie: Znova zvoľte množstvo rezu.
6. Konštrukčné dôvody, ako napríklad povrch dna drážky mechanického upínacieho nástroja je nerovný alebo čepeľ príliš dlho vyčnieva.
Protiopatrenia:
1) Odrežte spodný povrch lamely.
2) Rozumne usporiadajte polohu trysky reznej kvapaliny.
3) Tvrdená stopka pridáva karbidové tesnenie pod čepeľ.
7. Nadmerné opotrebovanie nástroja.
Protiopatrenia: Včas vymeňte nástroj alebo vymeňte ostrie.
8. Nedostatočný prietok reznej kvapaliny alebo nesprávna metóda plnenia spôsobí náhle poškodenie čepele teplom a prasknutím.
Protiopatrenia:
1) Zvýšte prietok reznej kvapaliny.
2) Rozumne usporiadajte polohu trysky reznej kvapaliny.
3) Na zlepšenie chladiaceho účinku používajte účinné chladiace metódy, ako je chladenie rozprašovaním.
4) Prijmite vysokorýchlostné rezanie, aby ste znížili náraz na čepeľ.
9. Nástroj je nainštalovaný nesprávne, napríklad: rezný nástroj je nainštalovaný príliš vysoko alebo príliš nízko; koncová fréza využíva asymetrické spodné frézovanie atď.
Protiopatrenie: Preinštalujte nástroj.
10. Tuhosť procesného systému je príliš nízka, čo vedie k nadmerným vibráciám pri reze.
Protiopatrenia:
1) Zvýšte pomocnú podporu obrobku, aby ste zlepšili tuhosť upnutia obrobku.
2) Znížte presah nástroja.
3) Správne znížte uhol chrbta nástroja.
4) Prijmite ďalšie tlmiace opatrenia.
11. Neúmyselná operácia, ako napríklad: keď sa nástroj zarezáva zo stredu obrobku, činnosť je príliš prudká; pred zatiahnutím nástroja okamžite zastavte.
Protiopatrenia: Venujte pozornosť spôsobu prevádzky.
06
Príčiny, charakteristiky a kontrolné opatrenia zastavanej hrany
1. Príčiny
V časti blízko reznej hrany, v oblasti kontaktu nástroja a triesky, je v dôsledku veľkej prítlačnej sily spodný kov triesky zapustený do mikroskopických nerovných vrcholov a prehĺbení na čelnej ploche, čím sa vytvára skutočný kov. - kovový kontakt bez medzier a spôsobuje lepenie. Táto časť oblasti kontaktu noža s trieskou sa nazýva oblasť spojenia. V zóne spájania bude tenká vrstva kovového materiálu nanesená na čelnej ploche v spodnej časti triesky. Kovový materiál tejto časti triesky prešiel silnou deformáciou a bude spevnený pri vhodnej reznej teplote. Pri kontinuálnom toku triesok, pod tlakom prúdu následného rezania, táto vrstva stagnujúceho materiálu skĺzne oproti hornej vrstve triesok a odíde, čím sa stane základom vybudovanej hrany. Následne sa na ňom vytvorí druhá vrstva stojaceho rezného materiálu a toto súvislé vrstvenie vytvorí vybudovanú hranu.
2. Charakteristika a vplyv na proces rezania
1) Tvrdosť je 1,5~2.0-krát vyššia ako tvrdosť materiálu obrobku. Môže nahradiť čelo čeľuste pri rezaní a má za následok ochranu reznej hrany a zníženie opotrebenia čela čeľuste. Keď však vybudovaná hrana odpadne, úlomky pretečú cez oblasť kontaktu nástroja a obrobku. Spôsobiť opotrebovanie boku nástroja.
2) Po vytvorení nahromadenej hrany sa výrazne zvýši pracovný uhol čela nástroja, čo zohráva pozitívnu úlohu pri znižovaní deformácie triesky a reznej sily.
3) Keďže nahromadená hrana vyčnieva za reznú hranu, skutočná hĺbka rezu sa zvyšuje, čo ovplyvňuje rozmerovú presnosť obrobku.
4) Vybudovaná hrana spôsobí na povrchu obrobku jav „brázdy“, ktorý ovplyvní drsnosť povrchu obrobku.
5) Úlomky vybudovanej hrany sa spoja alebo zapustia do povrchu obrobku a spôsobia tvrdé miesta, ktoré ovplyvnia kvalitu opracovaného povrchu obrobku.
Z vyššie uvedenej analýzy je zrejmé, že vybudovaná hrana nie je vhodná na rezanie, najmä na konečnú úpravu.
3. Kontrolné opatrenia
Vytváraniu nahromadenej hrany je možné predísť tým, že sa nespája alebo nedeformuje a nespevňuje spodný materiál triesky a čela čela. Pre tento deň je možné prijať nasledujúce opatrenia.
1) Znížte drsnosť čela hrablí.
2) Zväčšite uhol sklonu nástroja.
3) Znížte hrúbku rezu.
4) Používajte nízkorýchlostné rezanie alebo vysokorýchlostné rezanie, aby ste sa vyhli reznej rýchlosti, pri ktorej sa dá ľahko vytvoriť nahromadená hrana.
5) Vykonajte správne tepelné spracovanie materiálu obrobku, aby ste zvýšili jeho tvrdosť a znížili plasticitu.
6) Používajte reznú kvapalinu s dobrými vlastnosťami proti lepeniu (ako je rezná kvapalina pre extrémne tlaky obsahujúca síru a chlór).
