Voor het bewerkingscentrum is het gereedschap een verbruiksartikel dat tijdens het bewerkingsproces beschadigd, versleten, afgebroken enzovoort zal worden. Deze verschijnselen zijn onvermijdelijk, maar er zijn ook beheersbare redenen zoals onwetenschappelijke en onregelmatige werking en onjuist onderhoud. Alleen door de oorzaak te vinden, kunnen we het probleem beter oplossen.
01
Symptomen van gereedschapsbreuk
1) Afbrokkelen van de snijkant
Wanneer de materiaalstructuur, hardheid en marge van het werkstuk ongelijk zijn, is de hellingshoek te groot, wat resulteert in een lage snijkantsterkte, onvoldoende stijfheid van het processysteem om trillingen te genereren, of intermitterend snijden, slechte slijpkwaliteit, de snijkant is gevoelig tot chippen, Dat wil zeggen, kleine chippen, inkepingen of afbladderen verschijnen in het randgebied. Wanneer dit gebeurt, verliest het gereedschap een deel van zijn snijvermogen, maar het blijft werken. Naarmate het snijden vordert, kan het beschadigde deel van het randgebied snel uitzetten, met grotere schade tot gevolg.
afbeelding
2) Afbrokkelen van de snijkant of punt
Dit type beschadiging treedt vaak op onder zwaardere snijomstandigheden dan het versnipperen van de snijkant, of is een doorontwikkeling van versnipperen. De grootte en reikwijdte van de versnippering zijn groter dan de versnippering, zodat het gereedschap zijn snijvermogen volledig verliest en moet stoppen met werken. Afbrokkelen van de punt wordt vaak point drop genoemd.
3) Het mes of mes is gebroken
Wanneer de snijomstandigheden extreem zwaar zijn, de snijhoeveelheid te groot is, er een schokbelasting is, er microscheurtjes in het mes of gereedschapsmateriaal zijn, er restspanning in het mes is als gevolg van lassen en slijpen, en factoren zoals onzorgvuldige bediening kan schade aan het mes of gereedschap veroorzaken. afbreken. Na het ontstaan van deze vorm van schade kan het gereedschap niet meer gebruikt worden en wordt het gesloopt.
4) De oppervlaktelaag van het mes laat los
Voor materialen met een hoge brosheid, zoals harde legeringen met een hoog TiC-gehalte, keramiek, PCBN, enz., als gevolg van defecten of mogelijke scheuren in de oppervlaktestructuur, of restspanningen op het oppervlak als gevolg van lassen en slijpen, tijdens het snijproces. is gemakkelijk van de oppervlaktelaag af te pellen als deze niet stabiel genoeg is of als het oppervlak van het gereedschap wordt blootgesteld aan wisselende contactspanningen. Het schillen kan plaatsvinden op het harkvlak en het mes kan op het flankvlak voorkomen. Het schillen is in de vorm van vlokken en het schiloppervlak is relatief groot. Gecoate gereedschappen schilferen sneller af. Nadat het mes een beetje is afgepeld, kan het blijven werken, maar na ernstig afpellen verliest het zijn snijvermogen.
5) Plastische vervorming van snijdelen
Vanwege de lage sterkte en lage hardheid van gereedschapsstaal en snelstaal kan er plastische vervorming optreden in het snijgedeelte. Wanneer het gecementeerde carbide direct bij hoge temperatuur en in een staat van driedimensionale drukspanning werkt, zal het ook een plastische stroming op het oppervlak veroorzaken en zelfs plastische vervorming van de snijkant of punt veroorzaken om instorting te veroorzaken. Instorting treedt over het algemeen op wanneer de hoeveelheid snijwerk groot is en bij het verwerken van harde materialen. De elasticiteitsmodulus van op TiC gebaseerd gecementeerd carbide is kleiner dan die van op WC gebaseerd gecementeerd carbide, dus het vermogen van de eerste om weerstand te bieden aan plastische vervorming wordt versneld, of het faalt snel. PCD en PCBN ondergaan in principe geen plastische vervorming.
6) Thermisch barsten van het mes
Wanneer het gereedschap wordt onderworpen aan wisselende mechanische en thermische belastingen, zal het oppervlak van het snijgedeelte onvermijdelijk wisselende thermische spanningen genereren als gevolg van herhaalde thermische uitzetting en samentrekking, waardoor het blad vermoeid raakt en barst. Wanneer bijvoorbeeld de hardmetalen frees wordt gebruikt voor frezen met hoge snelheid, worden de freestanden constant onderworpen aan periodieke schokken en wisselende thermische spanningen, en ontstaan er kamvormige scheuren in het spaanvlak. Hoewel sommige gereedschappen geen duidelijke afwisselende belasting en spanning hebben, zal er ook thermische spanning worden gegenereerd vanwege de inconsistente temperatuur van de oppervlaktelaag en de binnenlaag. Bovendien zijn er onvermijdelijk defecten in het gereedschapsmateriaal, dus het mes kan ook barsten. Het gereedschap kan soms nog enige tijd blijven werken nadat de scheur is gevormd, en soms zet de scheur snel uit en zorgt ervoor dat het mes breekt of het mesoppervlak ernstig afbladdert.
02
Oorzaken van gereedschapsslijtage
1) Schurende slijtage
Er zijn vaak enkele kleine deeltjes met een extreem hoge hardheid in het verwerkte materiaal, die groeven op het oppervlak van het gereedschap kunnen trekken, wat schurende slijtage is. Schuurslijtage bestaat op alle oppervlakken, het duidelijkst op het harkvlak. Bovendien kan hennepslijtage optreden bij verschillende snijsnelheden, maar bij snijden met lage snelheid is door de lage snijtemperatuur slijtage door andere redenen niet duidelijk, dus schurende slijtage is de belangrijkste reden. Bovendien, hoe lager de hardheid van het gereedschap, hoe ernstiger de schurende schade.
2) Koude lasslijtage
Bij het snijden is er veel druk en sterke wrijving tussen het werkstuk, het snijden en de voorste en achterste snijvlakken, waardoor koudlassen zal optreden. Door de relatieve beweging tussen de wrijvingsparen zal het koudlassen scheuren veroorzaken en aan één zijde worden weggenomen, wat resulteert in koudlasslijtage. Koudlasslijtage is over het algemeen ernstig bij matige snijsnelheden. Volgens experimenten hebben brosse metalen een grotere weerstand tegen koudlassen dan plastic metalen; meerfasige metalen zijn kleiner dan unidirectionele metalen; metaalverbindingen hebben een lagere neiging tot koudlassen dan eenvoudige stoffen; B-groepelementen en ijzer in het periodiek systeem van chemische elementen hebben een kleinere neiging tot koudlassen. Koud lassen is serieuzer wanneer snelstaal en hardmetaal met lage snelheid worden gesneden.
3) Diffusieslijtage
Tijdens het snijden bij hoge temperatuur en contact tussen het werkstuk en het gereedschap, verspreiden de chemische elementen aan beide zijden elkaar in vaste toestand, waardoor de samenstellingsstructuur van het gereedschap verandert, het oppervlak van het gereedschap kwetsbaar wordt en de slijtage van het gereedschap wordt verergerd. hulpmiddel. Het diffusiefenomeen handhaaft altijd de continue diffusie van objecten met een grote dieptegradiënt naar objecten met een lage dieptegradiënt.
Wanneer het gecementeerde carbide bijvoorbeeld op 800 graden is, zal het kobalt erin snel diffunderen in de spaanders en werkstukken, en zal WC ontbinden in wolfraam en koolstof en diffunderen in het staal; wanneer de snijtemperatuur van PCD-gereedschappen hoger is dan 800 graden bij het snijden van staal en ijzermaterialen Op dit moment worden de koolstofatomen in PCD met een grote diffusie-intensiteit naar het oppervlak van het werkstuk overgebracht om een nieuwe legering te vormen, en het oppervlak van het gereedschap wordt gegrafitiseerd. De diffusie van kobalt en wolfraam is relatief ernstig en het anti-diffusievermogen van titanium, tantaal en niobium is relatief sterk. Daarom heeft YT hardmetaal een betere slijtvastheid. Bij het snijden van keramiek en PCBN, wanneer de temperatuur zo hoog is als 1000 graden -1300 graden, is de diffusieslijtage niet significant. Door de verschillende materialen van het werkstuk, de spaan en het gereedschap wordt tijdens het snijden een thermo-elektrisch potentiaal gegenereerd in het contactgebied. Dit thermo-elektrische potentieel kan diffusie bevorderen en de slijtage van het gereedschap versnellen. Dit soort diffusieslijtage onder invloed van thermo-elektrische potentiaal wordt "thermo-elektrische slijtage" genoemd.
4) Oxidatie slijtage
Wanneer de temperatuur stijgt, wordt het oppervlak van het gereedschap geoxideerd om zachtere oxiden te produceren die door spanen worden gewreven, wat oxidatieve slijtage wordt genoemd. Bijvoorbeeld: bij 700 graden ~ 800 graden reageert zuurstof in de lucht met kobalt, carbide, titaniumcarbide, enz. In gecementeerd carbide om zachte oxiden te vormen; bij 1000 graden reageert PCBN chemisch met waterdamp.
03
Slijtagepatronen van het mes
1) Schade aan het gezicht
Bij het met hoge snelheid snijden van kunststoffen zal het deel van het spaanvlak dat zich dicht bij de snijkracht bevindt, onder invloed van spaanders in een halve maan concave vorm slijten, daarom wordt het ook wel kraterslijtage genoemd. In het vroege stadium van slijtage neemt de hellingshoek van het gereedschap toe, wat de snijomstandigheden verbetert en bevorderlijk is voor het omkrullen en breken van spanen. Wanneer de halve maankrater echter verder toeneemt, wordt de sterkte van de snijkant sterk verzwakt, waardoor de snijkant uiteindelijk kan breken. Geval. Bij het snijden van brosse materialen, of het snijden van kunststoffen met lagere snijsnelheden en dunnere snijdiktes, treedt over het algemeen geen kraterslijtage op.
2) Slijtage van de gereedschapspunt
Beitelneusslijtage is de slijtage van de flank van de beitelneusboog en de aangrenzende secundaire flank, wat de voortzetting is van de slijtage van de bovenflank van het gereedschap. Vanwege de slechte warmteafvoercondities en geconcentreerde spanning hier, is de slijtagesnelheid hoger dan die van de flank, en soms wordt een reeks kleine groeven met een afstand gelijk aan de voedingshoeveelheid gevormd op de hulpflank, die groefslijtage wordt genoemd . Ze zijn voornamelijk te wijten aan de geharde laag en snijlijnen op het bewerkte oppervlak. Bij het zagen van moeilijk te zagen materialen met een hoge neiging tot verharding, is de kans op groefslijtage het grootst. Slijtage van de gereedschapspunt heeft de grootste invloed op de ruwheid van het werkstukoppervlak en de bewerkingsnauwkeurigheid.
3) flankslijtage
Bij het snijden van kunststoffen met grote snijdiktes mag de flank van het gereedschap geen contact maken met het werkstuk vanwege de aanwezigheid van snijkantsopbouw. Bovendien komt de flank meestal in contact met het werkstuk en wordt op de flank een slijtagezone gevormd met een reliëfhoek van 0. Over het algemeen is de flankslijtage in het midden van de werklengte van de snijkant relatief uniform, dus de mate van flankslijtage kan worden gemeten aan de hand van de flankslijtagezonebreedte VB van de snijkant.
Omdat verschillende soorten gereedschappen bijna altijd flankslijtage hebben onder verschillende snijcondities, vooral bij het snijden van brosse materialen of het snijden van kunststoffen met een kleine snijdikte, is de slijtage van het gereedschap voornamelijk flankslijtage en de slijtagezone De meting van de breedte VB is relatief eenvoudig, dus VB wordt meestal gebruikt om de mate van gereedschapsslijtage aan te geven. Hoe groter de VB, hoe hoger de snijkracht en snijtrillingen, maar hoe groter de slijtage bij de boog van de gereedschapspunt, waardoor de bewerkingsnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit worden beïnvloed.
afbeelding
04
Hoe breuk van messen te voorkomen
1) Selecteer op basis van de kenmerken van de verwerkte materialen en onderdelen redelijkerwijs de typen en kwaliteiten van gereedschapsmaterialen. Onder de premisse van een bepaalde hardheid en slijtvastheid, is het noodzakelijk om ervoor te zorgen dat het gereedschapsmateriaal de nodige taaiheid heeft.
2) Selecteer op redelijke wijze de geometrische parameters van het gereedschap. Door de voor- en achterhoeken, de hoofd- en hulpafbuighoeken en de bladhellingshoeken enz. aan te passen, is het mogelijk ervoor te zorgen dat de snijkant en de gereedschapspunt sterker zijn. Het slijpen van een negatieve afschuining op de snijkant is een effectieve maatregel om uitbrokkelen te voorkomen.
3) Zorg voor de kwaliteit van lassen en slijpen en vermijd verschillende defecten veroorzaakt door slecht lassen en slijpen. De messen die in het sleutelproces worden gebruikt, moeten worden geslepen om de kwaliteit van het oppervlak te verbeteren en te controleren op scheuren.
4) Selecteer redelijk de snijhoeveelheid om overmatige snijkracht en hoge snijtemperatuur te voorkomen om gereedschapsschade te voorkomen.
5) Zorg er voor zover mogelijk voor dat het processysteem een betere stijfheid heeft en trilling vermindert.
6) Neem de juiste bedieningsmethode en probeer ervoor te zorgen dat het gereedschap de plotselinge veranderingsbelasting niet zoveel mogelijk draagt of draagt.
05
Oorzaken en tegenmaatregelen van tool chipping
1. Onjuiste selectie van de kwaliteit en specificatie van het blad, zoals de dikte van het blad is te dun of de kwaliteit die te hard en te bros is, is geselecteerd voor ruwe bewerking.
Tegenmaatregelen: verhoog de dikte van het blad of installeer het blad verticaal en kies een soort met een hogere buigsterkte en taaiheid.
2. Onjuiste keuze van gereedschapsgeometrieparameters (zoals te grote voor- en achterhoeken, enz.).
Tegenmaatregelen:
U kunt beginnen met het herontwerpen van de tool vanuit de volgende aspecten.
1) Verklein de voor- en achterhoeken op passende wijze.
2) Gebruik een grotere negatieve hellingshoek.
3) Verklein de instelhoek.
4) Gebruik een grotere negatieve afschuining of randboog.
5) Slijpen van de overgangssnijkant om de punt te verbeteren.
3) Het lasproces van het mes is onjuist, wat resulteert in overmatige lasspanning of lasscheuren.
Tegenmaatregelen:
1) Vermijd het gebruik van een driezijdige gesloten mesgroefstructuur.
2) Juiste selectie van soldeersel.
3) Vermijd het gebruik van oxyacetyleen vlamverwarmend lassen en houd het warm na het lassen om interne stress te elimineren.
4) Gebruik zoveel mogelijk een mechanische klemconstructie
4. Onjuiste slijpmethode veroorzaakt slijpspanning en slijpscheuren; na het slijpen van de PCBN-frees is de trilling van de snijtanden te groot, waardoor de belasting van de afzonderlijke snijtanden te zwaar wordt en er ook snijwonden ontstaan.
Tegenmaatregelen:
1) Slijpen met intermitterende slijpschijf of diamantslijpschijf.
2) Kies een zachter slijpwiel en kleed je vaak om het slijpwiel scherp te houden.
3) Besteed aandacht aan de slijpkwaliteit en controleer strikt de trilling van de freestanden.
5. De keuze van de snijhoeveelheid is onredelijk. Als de hoeveelheid te groot is, zal de werktuigmachine saai zijn; bij intermitterend snijden is de snijsnelheid te hoog, is de voedingssnelheid te groot en wanneer de blanco-toeslag ongelijk is, is de snijdiepte te klein; snijden van mangaanstaal met een hoog mangaangehalte Voor materialen met een grote neiging tot verharding is de voedingssnelheid te klein.
Tegenmaatregel: selecteer opnieuw de snijhoeveelheid.
6. Structurele redenen zoals het bodemoppervlak van de groef van het mechanische klemgereedschap is ongelijk of het blad steekt te lang uit.
Tegenmaatregelen:
1) Snijd de onderkant van de lamel af.
2) Regel de positie van het snijvloeistofmondstuk redelijk.
3) De geharde schacht voegt een hardmetalen pakking toe onder het mes.
7. Overmatige gereedschapsslijtage.
Tegenmaatregelen: Verander het gereedschap of vervang de snijkant op tijd.
8. Onvoldoende snijvloeistofdebiet of onjuiste vulmethode zal leiden tot plotselinge hitte en scheurbeschadiging van het mes.
Tegenmaatregelen:
1) Verhoog de stroomsnelheid van snijvloeistof.
2) Regel de positie van het snijvloeistofmondstuk redelijk.
3) Gebruik effectieve koelmethoden zoals sproeikoeling om het koeleffect te verbeteren.
4) Gebruik snel snijden om de impact op het mes te verminderen.
9. Het gereedschap is verkeerd geïnstalleerd, zoals: het snijgereedschap is te hoog of te laag geïnstalleerd; de vingerfrees gebruikt asymmetrisch neerwaarts frezen, enz.
Tegenmaatregel: installeer het hulpprogramma opnieuw.
10. De stijfheid van het processysteem is te slecht, wat resulteert in overmatige snijtrillingen.
Tegenmaatregelen:
1) Verhoog de hulpondersteuning van het werkstuk om de klemstijfheid van het werkstuk te verbeteren.
2) Verklein de uitsteeklengte van het gereedschap.
3) Verklein de rughoek van het gereedschap op de juiste manier.
4) Neem andere dempingsmaatregelen.
11. Onopzettelijke bediening, zoals: wanneer het gereedschap vanuit het midden van het werkstuk insnijdt, is de actie te gewelddadig; Stop onmiddellijk voordat het gereedschap wordt teruggetrokken.
Tegenmaatregelen: let op de bedieningsmethode.
06
Oorzaken, kenmerken en beheersmaatregelen van snijkantopbouw
1. Oorzaken
In het onderdeel dicht bij de snijkant, in het contactgebied tussen gereedschap en chip, is het onderliggende metaal van de chip door de grote neerwaartse kracht ingebed in de microscopisch kleine ongelijke pieken en dalen op het spaanvlak, waardoor een echt metaal-tot-vlak ontstaat. -metaalcontact zonder openingen en hechting veroorzakend. wordt dit deel van het mes-chip contactgebied het hechtgebied genoemd. In de verbindingszone zal er een dunne laag metaalmateriaal worden afgezet op het rake vlak aan de onderkant van de chip. Het metalen materiaal van dit deel van de chip heeft ernstige vervorming ondergaan en zal worden versterkt bij een geschikte snijtemperatuur. Met de continue stroom van spanen, onder druk van de stroom van daaropvolgend snijden, zal deze laag stagnatiemateriaal wegglijden ten opzichte van de bovenste laag spanen en weggaan, en de basis worden van de opgebouwde rand. Vervolgens wordt daarop een tweede laag stilstaand snijmateriaal gevormd, en deze continue gelaagdheid vormt een randopbouw.
2. Kenmerken en invloed op het snijproces
1) De hardheid is 1,5~2,0 keer hoger dan die van het werkstukmateriaal. Het kan het harkvlak vervangen om te snijden, en heeft als effect dat het de snijkant beschermt en de slijtage van het harkvlak vermindert. Wanneer de snijkant er echter af valt, stroomt het vuil door het contactgebied tussen gereedschap en werkstuk. Veroorzaakt slijtage van de gereedschapsflank.
2) Nadat de snijkant is gevormd, neemt de werkharkhoek van het gereedschap aanzienlijk toe, wat een positieve rol speelt bij het verminderen van spaanvervorming en snijkracht.
3) Aangezien de snijkantopbouw voorbij de snijkant uitsteekt, neemt de werkelijke snijdiepte toe, wat de maatnauwkeurigheid van het werkstuk beïnvloedt.
4) Opgebouwde rand veroorzaakt een "groef" -verschijnsel op het oppervlak van het werkstuk, wat de oppervlakteruwheid van het werkstuk zal beïnvloeden.
5) Fragmenten van de opgebouwde rand zullen zich hechten aan of ingebed worden in het oppervlak van het werkstuk om harde plekken te veroorzaken, wat de kwaliteit van het bewerkte oppervlak van het werkstuk zal beïnvloeden.
Uit de bovenstaande analyse blijkt dat snijkantsopbouw niet goed is voor snijden, vooral niet voor afwerken.
3. Beheersmaatregelen
Het genereren van snijkantsopbouw kan worden vermeden door het bodemmateriaal van de spaan en het spaanvlak niet te hechten of te vervormen en te versterken. Voor deze dag kunnen de volgende maatregelen genomen worden.
1) Verminder de ruwheid van het harkvlak.
2) Vergroot de hellingshoek van het gereedschap.
3) Verminder de snijdikte.
4) Gebruik snijden met lage snelheid of snijden met hoge snelheid om de snijsnelheid te vermijden die gemakkelijk een opgebouwde rand vormt.
5) Voer een juiste warmtebehandeling uit op het werkstukmateriaal om de hardheid te vergroten en de plasticiteit te verminderen.
6) Gebruik snijvloeistof met goede antihechteigenschappen (zoals snijvloeistof voor extreme druk die zwavel en chloor bevat).
