1. Objawy uszkodzenia narzędzia
1) Mikro-kółka najnowocześniejsza
Gdy struktura materiału przedmiotu obrabianego, twardość i naddatek są nierówne, kąt natarcia jest zbyt duży, co skutkuje niską wytrzymałością krawędzi skrawającej, system procesowy nie jest wystarczająco sztywny, aby wytworzyć wibracje, lub wykonywane jest cięcie przerywane, a jakość szlifowania jest niska krawędź tnąca jest podatna na mikrozapadnięcia, czyli w obszarze cięcia powstają niewielkie zapadnięcia, nacięcia lub łuszczenia. Kiedy to nastąpi, narzędzie straci część swoich właściwości skrawających, ale będzie mogło nadal pracować. Podczas ciągłego cięcia uszkodzona część obszaru cięcia może gwałtownie się rozszerzyć, powodując większe uszkodzenia.
2) Odcinając krawędzi lub zawalenie się końcówki narzędzia
Tego typu uszkodzenia często powstają w cięższych warunkach skrawania niż te, które powodują mikrozapadnięcie krawędzi skrawającej lub jest to dalszy rozwój mikrozapadnięcia. Rozmiar i zasięg zapadnięcia są większe niż mikrozapadnięcia, przez co narzędzie całkowicie traci swoje właściwości skrawające i musi przestać działać. Zapadnięcie się końcówki narzędzia jest często nazywane opadaniem końcówki.
3) Złamanie ostrza lub narzędzia
Gdy warunki skrawania są bardzo złe, wielkość skrawania jest zbyt duża, występuje obciążenie udarowe, w ostrzu lub materiale narzędzia występują mikropęknięcia, w ostrzu występują naprężenia szczątkowe na skutek spawania i szlifowania oraz czynniki takie jak nieostrożna obsługa może spowodować pęknięcie ostrza lub narzędzia. Po wystąpieniu tego typu uszkodzeń narzędzie nie nadaje się już do użytku i zostaje złomowane.
4) Obieranie powierzchni ostrza
W przypadku bardzo kruchości materiałów, takich jak cementowany węglika, ceramika, PCBN itp. Z dużą zawartością TIC, ze względu na defekty lub potencjalne pęknięcia w strukturze powierzchni lub naprężenie resztkowe na powierzchni z powodu spawania i szlifowania, bardzo łatwe do wytworzenia jest łatwe do wytworzenia Obieranie powierzchni, gdy proces cięcia nie jest wystarczająco stabilny lub powierzchnia narzędzia jest poddawana naprzemiennej naprężeniu kontaktowym. Obieranie może wystąpić na twarzy przedniego ostrza i na tylnej twarzy ostrza. Materiał obierający jest łuszczący się, a obszar obierania jest duży. Pokryte narzędzia częściej się obierają. Po lekkim obraniu ostrze może nadal działać, ale straci zdolność cięcia po silnym obraniu.
5) Odkształcenie plastikowe części tnące
Stale narzędziowe i szybkotnące ze względu na małą wytrzymałość i twardość mogą ulegać odkształceniom plastycznym w częściach skrawających. Kiedy węglik spiekany pracuje w wysokiej temperaturze i trójosiowym naprężeniu ściskającym, będzie również wytwarzał powierzchniowe płynięcie plastyczne, a nawet spowoduje odkształcenie plastyczne i zapadnięcie się krawędzi tnącej lub końcówki. Zapadnięcie się zwykle występuje, gdy ilość skrawanego materiału jest duża i przetwarzane są twarde materiały. Moduł sprężystości węglika spiekanego na bazie TiC jest mniejszy niż węglika spiekanego na bazie WC, więc odporność tego pierwszego na odkształcenie plastyczne jest zwiększona lub szybko zanika. PCD i PCBN w zasadzie nie ulegają odkształceniom plastycznym.
6) Pękanie termiczne ostrzy
Gdy narzędzie jest poddawane zmiennym obciążeniom mechanicznym i termicznym, powierzchnia części tnącej nieuchronnie będzie wytwarzać zmienne naprężenia termiczne w wyniku powtarzającego się rozszerzania i kurczenia termicznego, co nieuchronnie spowoduje zmęczenie i pękanie ostrza. Na przykład, gdy frez z węglika spiekanego frezuje z dużą prędkością, zęby są stale poddawane okresowym uderzeniom i zmiennym naprężeniom termicznym, a na powierzchni czołowej powstają pęknięcia przypominające grzebień. Chociaż niektóre narzędzia nie charakteryzują się oczywistymi obciążeniami przemiennymi i naprężeniami przemiennymi, naprężenia termiczne będą generowane w wyniku niespójnych temperatur pomiędzy powierzchnią i warstwami wewnętrznymi. Ponadto w materiale narzędzia występują nieuniknione defekty, dlatego ostrze może również pękać. Po utworzeniu pęknięcia narzędzie może czasami kontynuować pracę przez pewien czas, a czasami pęknięcie szybko się rozszerza, powodując pęknięcie ostrza lub poważne odklejenie się powierzchni ostrza.
Zdjęcie
2. Zużycie narzędzia
1. Ze względu na przyczynę zużycia można je podzielić na:
1) Zużycie ścierne
Często istnieją małe cząsteczki o wyjątkowo wysokiej twardości w przetworzonym materiale, który może zarysować rowki na powierzchni narzędzia, które jest zużycie ścierne. Zużycie ścierne istnieje na wszystkich powierzchniach, a przednia powierzchnia cięcia jest najbardziej oczywista. Ponadto zużycie konopi może wystąpić przy różnych prędkościach cięcia, ale w przypadku niskiej prędkości, ze względu na niską temperaturę cięcia, zużycie spowodowane innymi powodami nie jest oczywiste, więc zużycie ścierne jest głównym powodem. Ponadto, im niższa twardość narzędzia, tym poważniejsze zużycie konopi ściernych.
2) Zużycie spawania zimnego
Podczas cięcia pomiędzy przedmiotem obrabianym, powierzchnią tnącą a przednią i tylną powierzchnią tnącą występuje duży nacisk i silne tarcie, w związku z czym dochodzi do zgrzewania na zimno. Ze względu na względny ruch pomiędzy parami ciernymi, spawanie na zimno powoduje pęknięcia, które są przenoszone z jednej strony, powodując w ten sposób zużycie podczas spawania na zimno. Zużycie spowodowane spawaniem na zimno jest zazwyczaj poważniejsze przy średnich prędkościach skrawania. Według eksperymentów kruche metale mają większą odporność na spawanie na zimno niż metale z tworzyw sztucznych; metale wielofazowe są mniej odporne na spawanie na zimno niż metale jednokierunkowe; związki metali mają mniejszą skłonność do zgrzewania na zimno niż pojedyncze substancje; a tendencja do spawania na zimno pierwiastków z grupy B i żelaza w układzie okresowym chemicznym jest mniejsza. Spawanie na zimno jest poważniejsze, gdy stal szybkotnąca i węglik spiekany są skrawane przy niskich prędkościach.
3) Zużycie dyfuzyjne
Podczas cięcia wysokiej temperatury i kontakt między przedmiotem a narzędziem, elementy chemiczne obu stron rozpraszają ze sobą w stanie stałym, zmieniając strukturę składu narzędzia, czyniąc powierzchnię narzędzia kruche narzędzie. Zjawisko dyfuzji zawsze utrzymuje ciągłą dyfuzję obiektów o wysokich gradientach głębokości do obiektów o niskiej głębokości. Na przykład, gdy temperatura cementowanego węglika wynosi 800 stopni, kobalt w nim szybko rozpowszechniał się w wiórach i obrabiarkach, a WC rozkłada się w wolfram i węgiel i rozpowszechniła się w stal; Gdy narzędzie PCD wycina stal i materiały żelaza, gdy temperatura cięcia jest wyższa niż 800 stopni, atomy węgla w PCD zostaną przeniesione na powierzchnię przedmiotu obrabianego z dużą intensywnością dyfuzji, aby utworzyć nowy stop i powierzchnię narzędzia zostanie grafitetów. Kobalt i wolfram rozpraszają poważniej, a tytan, tantalum i niob mają silną zdolność przeciw dyryjnewii. Dlatego cementowany węglik ma lepszą odporność na zużycie. Podczas cięcia ceramiki i PCBN, gdy temperatura jest tak wysoka jak 1000 stopni -1300, zużycie dyfuzyjne nie jest znaczące. Ze względu na ten sam materiał obrabia, wióry i narzędzia będą generować potencjał termoelektryczny w obszarze kontaktowym podczas cięcia. Ten potencjał termoelektryczny powoduje promowanie dyfuzji i przyspieszania zużycia narzędzia. To zużycie dyfuzyjne pod działaniem potencjału termoelektrycznego nazywa się „zużyciem termoelektrycznym”.
4) Zużycie utleniania
Gdy temperatura wzrasta, powierzchnia narzędzia ulega utlenieniu, w wyniku czego powstają bardziej miękkie tlenki, które są ścierane przez wióry i powstają w wyniku zużycia utleniającego. Na przykład w temperaturze 700–800 stopni tlen w powietrzu reaguje z kobaltem, węglikiem, węglikiem tytanu itp. w węgliku spiekanym, tworząc bardziej miękkie tlenki; w temperaturze 1000 stopni PCBN reaguje chemicznie z parą wodną.
2. Zgodnie z formą zużycia można go podzielić na:
1) Zużycie twarzy
Podczas skrawania tworzyw sztucznych z dużą prędkością część powierzchni natarcia znajdująca się blisko siły skrawania będzie się zużywać pod wpływem wiórów i przybierać kształt półksiężyca, dlatego nazywa się to zużyciem półksiężycowym. W początkowej fazie zużycia zwiększa się kąt natarcia narzędzia, co poprawia warunki skrawania oraz sprzyja zwijaniu się i łamaniu wiórów. Jednakże w miarę dalszego zwiększania się półksiężyca wytrzymałość krawędzi tnącej znacznie spada, co może ostatecznie spowodować zapadnięcie się i uszkodzenie krawędzi tnącej. Podczas skrawania materiałów kruchych lub materiałów z tworzyw sztucznych przy niższej prędkości skrawania i cieńszej grubości skrawania, zużycie półksiężycowe na ogół nie występuje.
2) Zużycie końcówki narzędzia
Zużycie końcówki narzędzi to zużycie na tylnej powierzchni łuku końcówki narzędzi i sąsiedniej wtórnej tylnej twarzy. Jest to kontynuacja zużycia na tylnej powierzchni narzędzia. Ze względu na złe warunki rozpraszania ciepła i stężenie naprężeń tutaj szybkość zużycia jest szybsza niż tylna twarz. Czasami na wtórnej tylnej twarzy powstanie seria małych rowków o odstępach równej ilości zasilania, która nazywa się zużyciem groove. Są one głównie spowodowane przez warstwę zahartowaną i linie tnące obrabionej powierzchni. Zużycie rowka najprawdopodobniej wystąpi podczas cięcia trudnych do wycięcia materiałów o silnej tendencji do stwardnienia. Zużycie końcówki narzędzi ma największy wpływ na chropowatość powierzchni i dokładność obróbki przedmiotu.
3) Noszenie tylnej części twarzy
Podczas cięcia plastikowych materiałów o dużej grubości cięcia tylna powierzchnia narzędzia może nie kontaktować się z przedmiotem obrabianym ze względu na obecność zabudowanej krawędzi. Ponadto tylna twarz zwykle kontaktuje się z przedmiotem obrabianym, a na tylnej twarzy powstaje opaska z noszeniem z tylnym kątem 0. Zasadniczo, na środku pracy krawędzi tnącej, zużycie tylnej twarzy jest stosunkowo jednolite, więc stopień zużycia tylnej twarzy można mierzyć za pomocą szerokości VB tylnej pasma zużycia krawędzi tnącej Ta sekcja. Ponieważ wszystkie rodzaje narzędzi prawie zawsze będą doświadczać zużycia flanki w różnych warunkach cięcia, szczególnie podczas cięcia kruche materiały lub cięcia plastikowych materiałów o mniejszej grubości cięcia, zużycie narzędzia jest głównie zużycie flanki, a pomiar szerokości pasma zużycia VB jest stosunkowo prosty, więc VB jest zwykle używany do wskazania stopnia zużycia narzędzia. Im większa VB, tym większa siła tnąca i powoduje wibracje cięcia, a zużycie na łuku końcówki narzędzia, wpływając w ten sposób na dokładność przetwarzania i jakość powierzchni.
2. Metody zapobiegania pękaniu narzędzi
1) Zgodnie z charakterystyką przetworzonych materiałów i części, rozsądnie wybierz typy i stopnie materiałów narzędziowych. Zgodnie z założeniem posiadania pewnej twardości i odporności na zużycie konieczne jest upewnienie się, że materiał narzędzi ma niezbędną wytrzymałość;
2) rozsądnie wybierz parametry geometryczne narzędzia. Regulując przednie i tylne kąty, główne i wtórne kąty ugięcia, kąty nachylenia ostrza i inne kąty;
Upewnij się, że krawędź tnąca i końcówka mają dobrą wytrzymałość. Szlifowanie ujemnej fazy na krawędzi skrawającej jest skutecznym sposobem zapobiegania odpryskom;
3) Zapewnij jakość spawania i wyostrzenia oraz unikaj różnych wad spowodowanych złym spawaniem i ostrzeniem. Narzędzia używane w kluczowych procesach powinny być uziemienia w celu poprawy jakości powierzchni i sprawdzenia pęknięć;
4) Racjonalnie dobieraj parametry skrawania, aby uniknąć nadmiernej siły skrawania i wysokiej temperatury skrawania, co zapobiegnie uszkodzeniu narzędzia;
5) Upewnij się, że system procesowy ma dobrą sztywność i zredukuj wibracje w jak największym stopniu;
6) Weź prawidłowe metody pracy, aby zminimalizować lub zminimalizować nagłe obciążenia narzędzia.
Iii. Przyczyny i środki zaradcze odpryskiwania narzędzi
1) Niewłaściwy dobór marki i specyfikacji ostrza, np. zbyt mała grubość ostrza lub zbyt twarda i krucha marka użytego do obróbki zgrubnej.
Środki zaradcze:
Zwiększ grubość ostrza lub zainstaluj ostrze pionowo i wybierz markę o większej wytrzymałości i wytrzymałości.
2) Niewłaściwy dobór parametrów geometrii narzędzia (np. zbyt duży kąt przedni i tylny itp.).
Środki zaradcze:
Narzędzie można przeprojektować pod kątem następujących aspektów.
① Odpowiednio zmniejsz kąty z przodu i z tyłu.
② Użyj większego ujemnego kąta nachylenia krawędzi.
③ Zmniejsz główny kąt ugięcia.
④ Użyj większego ujemnego fazowania lub łuku krawędzi.
⑤ Zmiel krawędź do przejścia, aby wzmocnić końcówkę ostrza.
3) Proces spawania ostrza jest nieprawidłowy, co powoduje nadmierne naprężenie spawania lub pęknięcia spawania.
Środki zaradcze:
① Unikaj używania struktury gniazda ostrza, która jest zamknięta z trzech stron.
② Wybierz prawidłowy lut.
③ Unikaj używania płomienia oksyacetylenu do spawania ogrzewania i utrzymuj go ciepło po spawaniu w celu wyeliminowania stresu wewnętrznego.
④ W miarę możliwości używaj mechanicznej konstrukcji zaciskowej
4) niewłaściwa metoda szlifowania powoduje naprężenie szlifowania i pęknięcia szlifowania; Oscylacja zębów noża frezowania PCBN po szlifowaniu jest zbyt duża, co powoduje, że poszczególne zęby przeciążają, a także powoduje bicie noża.
Środki zaradcze:
① Użyj przerywanego szlifowania lub szlifowania diamentowego szlifowania.
② Używaj bardziej miękkiej tarczy szlifierskiej i często ją szlifuj, aby zachować ostrość tarczy szlifierskiej.
③ Zwróć uwagę na jakość szlifowania i ściśle kontroluj oscylację zębów frezu.
5) niewłaściwy wybór parametrów cięcia, takich jak nadmierna ilość, co spowoduje utknięcie maszynowego narzędzia; Podczas cięcia sporadycznie prędkość cięcia jest zbyt wysoka, prędkość zasilania jest zbyt duża, pusta zasiłek jest nierównomierny, a głębokość cięcia jest zbyt mała; Podczas cięcia materiałów o wysokiej tendencji do hartowania, takiej jak stal wysokiej manganu, szybkość zasilania jest zbyt mała itp.
Środki zaradcze:
Ponowne wycinanie parametrów cięcia.
6) Przyczyny konstrukcyjne, takie jak nierówna powierzchnia dolna rowka narzędzia mechanicznego narzędzia mocującego lub nadmierne wysunięcie ostrza.
Środki zaradcze:
① Napraw dolną powierzchnię rowka narzędzi.
② Rozsądnie ustaw położenie dyszy płynu tnącego.
③ Hartowana listwa narzędziowa zawiera uszczelki z węglików spiekanych pod ostrzem.
7) Nadmierne zużycie narzędzia.
Środki zaradcze:
Zmień narzędzie lub wymień ostrze na czas.
8) Niewystarczający przepływ chłodziwa lub nieprawidłowy sposób napełniania powodują nagłe nagrzewanie się ostrza i pękanie.
Środki zaradcze:
① Zwiększ przepływ płynu cięcia.
② W rozsądnej części położenia dyszy płynu tnącego.
③ Użyj skutecznych metod chłodzenia, takich jak chłodzenie natryskowe, aby poprawić efekt chłodzenia.
④ Użyj * cięcia, aby zmniejszyć wpływ na ostrze.
9) Nieprawidłowy montaż narzędzia, np.: narzędzie tokarskie odcinające jest zamontowane zbyt wysoko lub zbyt nisko; frez palcowy wykorzystuje asymetryczne frezowanie współbieżne itp.
Środki zaradcze:
Ponownie zainstaluj narzędzie.
10) Sztywność systemu procesowego jest zbyt słaba, powodując nadmierne wibracje cięcia.
Środki zaradcze:
① Zwiększ pomocnicze wsparcie przedmiotu, aby poprawić sztywność zacisku obrabianego.
② Zmniejsz długość wysięgu narzędzia.
③ Odpowiednio zmniejsz kąt pleców narzędzia.
④ Użyj innych środków eliminujących wibracje.
11) Nieostrożna operacja, taka jak: Gdy narzędzie przecina się od środka obrabiania, akcja jest zbyt gwałtowna; Narzędzie jest zatrzymywane przed cofnięciem.
Środki zaradcze:
Zwróć uwagę na sposób działania.
Iv. Zbudowany krawędź
1) Przyczyny formacji
W części przy krawędzi skrawającej, w strefie styku narzędzia z wiórem, na skutek dużego docisku skierowanego w dół, metal dolnej warstwy wióra wtapia się w mikroskopijne nierówne wierzchołki i zagłębienia na przedniej krawędzi skrawającej, tworząc bezszczelinową prawdziwy kontakt metal-metal i wytwarzanie zjawiska wiązania. Ta część obszaru styku narzędzia z wiórem nazywana jest obszarem łączenia. W obszarze łączenia na przedniej krawędzi tnącej dolnej warstwy wióra zgromadzi się cienka warstwa materiału metalicznego. Metalowy materiał tej części chipa uległ silnemu odkształceniu i zostaje wzmocniony w odpowiedniej temperaturze skrawania. Przy ciągłym wypływie wiórów, pod naporem kolejnego strumienia skrawającego, ta warstwa nagromadzonego materiału będzie się przesuwać względem górnej warstwy wiórów i opuszczać, stając się podstawą narostu. Następnie utworzy się na nim druga warstwa nagromadzonego materiału tnącego, a to ciągłe nagromadzenie utworzy narost na krawędzi.
2) Charakterystyka i wpływ na cięcie
① Twardość jest 1,5 ~ 2. 0 razy wyższa niż w przypadku materiału obrabianego. Może wymienić przednią twarz cięcia do cięcia, co powoduje ochronę krawędzi tnącej i zmniejszenie zużycia przedniej twarzy cięcia. Jednak gdy zbudowana krawędź spada, fragmenty przepływające przez obszar kontaktów narzędzi spowodują zużycie na narzędziu do cięcia.
② Po utworzeniu narostu kąt czołowy narzędzia znacznie wzrasta, co pozytywnie wpływa na zmniejszenie deformacji wiórów i zmniejszenie siły skrawania.
③ Ponieważ zbudowana krawędź wystaje poza krawędź tnąca, wzrasta faktyczna głębokość cięcia, wpływając na dokładność wymiarową przedmiotu obrabianego.
④ Zbudowana krawędź spowoduje zjawisko „orki” na powierzchni przedmiotu, wpływając na chropowatość powierzchni przedmiotu obrabianego. ⑤ Fragmenty zabudowanej krawędzi będą przylegać lub osadzą powierzchnię obrabia, aby utworzyć twarde punkty, wpływając na jakość obrabionej powierzchni przedmiotu obrabianego.
Z powyższej analizy można zauważyć, że krawędź zbudowana nie sprzyja cięcie, szczególnie w celu wykończenia.
3) Środki kontrolne
Tworzącego zbudowaną krawędź można uniknąć, zapobiegając przyleganiu dolnego materiału do przylegania do twarzy tnącej przedniej. Dzisiaj można podjąć następujące środki.
① Zmniejsz chropowatość przednich krawędzi tnącej.
② Zwiększ przedni kąt narzędzia.
③ Zmniejsz grubość cięcia.
④ Stosuj cięcie z małą lub dużą prędkością, aby uniknąć prędkości skrawania, które mogą powodować powstawanie narostów na krawędzi.
⑤ Wykonaj odpowiednie obróbkę cieplną materiału obrabianego, aby zwiększyć jego twardość i zmniejszyć plastyczność.
⑥ Użyj płynu cięcia o dobrej wydajności antyadhezji (takiego jak płyn do cięcia ekstremalnego ciśnienia zawierający siarkę i chlor).
