1. Manifestacions de dany de l'eina
1) Micro-col·lapse de la vora de tall
Quan l'estructura del material de la peça, la duresa i la dotació són desiguals, l'angle de rasclet és massa gran, el que resulta en una força de tall baixa, el sistema de procés no és prou rígid per produir vibracions o es realitza un tall intermitent i la qualitat de mòlta és deficient. , la vora de tall és propensa al micro-col·lapse, és a dir, es produeix un petit col·lapse, entalladura o pelat a la zona de tall. Quan això succeeix, l'eina perdrà part de la seva capacitat de tall, però pot continuar funcionant. Durant el tall continuat, la part danyada de l'àrea de tall pot expandir-se ràpidament, donant lloc a un dany més gran.
2) Col·lapse del tall o de la punta de l'eina
Aquest tipus de dany es produeix sovint en condicions de tall més severes que les que provoquen un microcol·lapse de la vora de tall, o és un desenvolupament posterior del microcol·lapse. La mida i l'abast del col·lapse són més grans que el microcol·lapse, la qual cosa fa que l'eina perdi completament la seva capacitat de tall i hagi de deixar de funcionar. El col·lapse de la punta de l'eina sovint s'anomena caiguda de punta.
3) Trencament de fulla o eina
Quan les condicions de tall són extremadament dolentes, la quantitat de tall és massa gran, hi ha una càrrega d'impacte, hi ha microesquerdes a la fulla o al material de l'eina, hi ha tensions residuals a la fulla a causa de la soldadura i la mòlta i factors com ara un funcionament descuidado. pot provocar que la fulla o l'eina es trenqui. Després que es produeixi aquest tipus de dany, l'eina ja no es pot utilitzar i es desballa.
4) Pelat de la superfície de la fulla
Per a materials molt fràgils, com ara carbur cimentat, ceràmica, PCBN, etc. amb alt contingut en TiC, a causa de defectes o esquerdes potencials en l'estructura superficial, o tensió residual a la superfície per soldadura i mòlta, és molt fàcil de produir pelat de la superfície quan el procés de tall no és prou estable o la superfície de l'eina està sotmesa a un esforç de contacte alternatiu. Es pot produir pelat a la cara de la fulla davantera i a la cara posterior de la fulla. El material de pelat és escamoso i la zona de pelat és gran. Les eines recobertes tenen més probabilitats de pelar-se. Després d'una lleugera peladura, la fulla pot continuar treballant, però perdrà la seva capacitat de tall després d'una peladura severa.
5) Deformació plàstica de peces de tall
A causa de la seva baixa resistència i duresa, l'acer d'eines i l'acer d'alta velocitat poden patir deformacions plàstiques a les seves peces de tall. Quan el carbur cimentat funciona a alta temperatura i tensió de compressió triaxial, també produirà un flux de plàstic superficial i fins i tot provocarà que la vora de tall o la punta sofreixi una deformació plàstica i col·lapse. El col·lapse generalment es produeix quan la quantitat de tall és gran i es processen materials durs. El mòdul elàstic del carbur cimentat basat en TiC és més petit que el del carbur cimentat basat en WC, de manera que la capacitat del primer de resistir la deformació plàstica s'accelera o falla ràpidament. PCD i PCBN bàsicament no pateixen deformació plàstica.
6) Craqueig tèrmic de les fulles
Quan l'eina està sotmesa a càrregues mecàniques i càrregues tèrmiques alternes, la superfície de la peça de tall produirà inevitablement estrès tèrmic alternatiu a causa de l'expansió i contracció tèrmica repetida, que inevitablement provocarà fatiga i esquerdes de la fulla. Per exemple, quan una fresa de carbur cimentat fresa a gran velocitat, les dents estan constantment sotmeses a impactes periòdics i tensió tèrmica alterna, i es generen esquerdes semblants a una pinta a la cara frontal. Tot i que algunes eines no tenen càrregues alternes i tensions alternes evidents, es generarà estrès tèrmic a causa de temperatures inconsistents entre la superfície i les capes interiors. A més, hi ha defectes inevitables dins del material de l'eina, de manera que la fulla també pot trencar-se. Després de formar l'esquerda, de vegades l'eina pot continuar treballant durant un període de temps i, de vegades, l'esquerda s'expandeix ràpidament, fent que la fulla es trenqui o que la superfície de la fulla es desprengui severament.
Imatge
2. Desgast de l'eina
1. Segons la causa del desgast, es pot dividir en:
1) Desgast abrasiu
Sovint hi ha algunes partícules minúscules amb una duresa extremadament alta en el material processat, que poden ratllar les ranures a la superfície de l'eina, que és un desgast abrasiu. El desgast abrasiu existeix a totes les superfícies, i la superfície de tall frontal és la més evident. A més, el desgast del cànem es pot produir a diverses velocitats de tall, però per al tall a baixa velocitat, a causa de la baixa temperatura de tall, el desgast causat per altres motius no és evident, de manera que el desgast abrasiu és el motiu principal. A més, com més baixa sigui la duresa de l'eina, més greu serà el desgast del cànem abrasiu.
2) Desgast de soldadura en fred
Durant el tall, hi ha molta pressió i una forta fricció entre la peça de treball, el tall i les superfícies de tall davantera i posterior, de manera que es produirà una soldadura en fred. A causa del moviment relatiu entre els parells de fricció, la soldadura en fred provocarà esquerdes i es deixarà arrastrar per un costat, provocant així un desgast de la soldadura en fred. El desgast de la soldadura en fred és generalment més greu a velocitats de tall mitjanes. Segons els experiments, els metalls trencadissos tenen una resistència a la soldadura en fred més forta que els metalls plàstics; els metalls multifàsics són menys resistents a la soldadura en fred que els metalls unidireccionals; els compostos metàl·lics tenen menys tendència a la soldadura en fred que les substàncies individuals; i la tendència a la soldadura en fred dels elements del grup B i del ferro a la taula periòdica química és menor. La soldadura en fred és més greu quan l'acer d'alta velocitat i el carbur cimentat es tallen a baixes velocitats.
3) Desgast per difusió
Durant el tall a alta temperatura i el contacte entre la peça de treball i l'eina, els elements químics d'ambdues parts es difonen entre si en estat sòlid, canviant l'estructura de composició de l'eina, fent fràgil la superfície de l'eina i agreujant el desgast de l'eina. l'eina. El fenomen de difusió sempre manté la difusió contínua d'objectes amb gradients de profunditat elevats a objectes amb gradients de profunditat baixa. Per exemple, quan la temperatura del carbur cimentat és de 800 graus, el cobalt que hi ha es difondrà ràpidament a les estelles i les peces de treball, i el WC es descompondrà en tungstè i carboni i es difondrà a l'acer; quan l'eina PCD talla materials d'acer i ferro, quan la temperatura de tall és superior als 800 graus, els àtoms de carboni del PCD es transferiran a la superfície de la peça amb una gran intensitat de difusió per formar un nou aliatge i la superfície de l'eina serà grafititzat. El cobalt i el tungstè es difonen més seriosament, i el titani, el tàntal i el niobi tenen una forta capacitat antidifusió. Per tant, el carbur cimentat YT té una millor resistència al desgast. Quan es tallen ceràmica i PCBN, quan la temperatura és tan alta com 1000 graus -1300 graus, el desgast per difusió no és significatiu. A causa del mateix material, la peça, encenalls i eines generaran potencial termoelèctric a la zona de contacte durant el tall. Aquest potencial termoelèctric té l'efecte de promoure la difusió i accelerar el desgast de l'eina. Aquest desgast per difusió sota l'acció del potencial termoelèctric s'anomena "desgast termoelèctric".
4) Desgast per oxidació
Quan la temperatura augmenta, la superfície de l'eina s'oxida per produir òxids més suaus, que són fregats per les estelles i es formen pel desgast de l'oxidació. Per exemple, a 700 graus ~ 800 graus, l'oxigen de l'aire reacciona amb cobalt, carbur, carbur de titani, etc. en carbur cimentat per formar òxids més suaus; a 1000 graus, el PCBN reacciona químicament amb el vapor d'aigua.
2. Segons la forma de desgast, es pot dividir en:
1) Desgast de la cara de rasclet
Quan es tallen materials plàstics a gran velocitat, la part de la cara del rasclet propera a la força de tall es desgastarà en forma de mitja lluna sota l'acció de les fitxes, per la qual cosa també s'anomena desgast de mitja lluna. A les primeres fases de desgast, l'angle de rasclet de l'eina augmenta, la qual cosa millora les condicions de tall i afavoreix l'enrotllament i el trencament de les estelles. Tanmateix, quan la mitja lluna augmenta encara més, la força del tall es debilita molt, cosa que pot provocar que el tall es col·lapsi i es faci malbé. Quan es tallen materials fràgils o es tallen materials plàstics a una velocitat de tall més baixa i un gruix de tall més prim, generalment no es produeix un desgast de mitja lluna.
2) Desgast de la punta de l'eina
El desgast de la punta de l'eina és el desgast de la cara posterior de l'arc de la punta de l'eina i de la cara posterior secundària adjacent. És una continuació del desgast de la cara posterior de l'eina. A causa de les pobres condicions de dissipació de calor i la concentració d'estrès aquí, la taxa de desgast és més ràpida que la cara posterior. De vegades es formaran una sèrie de petites ranures amb un espai igual a la quantitat d'alimentació a la cara posterior secundària, que s'anomena desgast de la ranura. Són causats principalment per la capa endurida i les línies de tall de la superfície mecanitzada. El desgast de les ranures és més probable que es produeixi quan es tallen materials difícils de tallar amb una forta tendència a endurir-se. El desgast de la punta de l'eina té el major impacte en la rugositat de la superfície i la precisió de mecanitzat de la peça.
3) Desgast de la cara posterior
Quan es tallen materials plàstics amb un gran gruix de tall, és possible que la cara posterior de l'eina no entre en contacte amb la peça a causa de la presència de vora acumulada. A més, la cara posterior sol entrar en contacte amb la peça de treball i es forma una banda de desgast amb un angle posterior de 0 a la cara posterior. En general, a la meitat de la longitud de treball de la vora de tall, el desgast de la cara posterior és relativament uniforme, de manera que el grau de desgast de la cara posterior es pot mesurar per l'amplada VB de la banda de desgast de la cara posterior de la vora de tall. aquesta secció. Atès que gairebé sempre tots els tipus d'eines experimentaran un desgast dels flancs en diferents condicions de tall, especialment quan es tallen materials trencadissos o es tallen materials plàstics amb un gruix de tall més petit, el desgast de l'eina és principalment el desgast dels flancs i la mesura de l'amplada de la banda de desgast VB. és relativament senzill, de manera que s'utilitza habitualment VB per indicar el grau de desgast de l'eina. Com més gran sigui el VB, més gran és la força de tall i provoca vibracions de tall i el desgast de l'arc de la punta de l'eina, afectant així la precisió del processament i la qualitat de la superfície.
2. Mètodes per evitar el trencament de l'eina
1) Segons les característiques dels materials i peces processades, seleccioneu raonablement els tipus i graus de materials d'eina. Sota la premissa de tenir una certa duresa i resistència al desgast, cal assegurar-se que el material de l'eina tingui la duresa necessària;
2) Seleccioneu raonablement els paràmetres geomètrics de l'eina. Ajustant els angles frontal i posterior, els angles de deflexió principal i secundari, els angles d'inclinació de la fulla i altres angles;
Assegureu-vos que el tall i la punta tinguin una bona resistència. La mòlta d'un xamfrà negatiu a la vora de tall és una mesura eficaç per evitar l'estella;
3) Assegureu-vos la qualitat de la soldadura i l'afilat, i eviteu diversos defectes causats per una soldadura i afilat deficients. Les eines utilitzades en els processos clau s'han de rectificar per millorar la qualitat de la superfície i comprovar si hi ha esquerdes;
4) Seleccioneu racionalment els paràmetres de tall per evitar una força de tall excessiva i una temperatura de tall elevada per evitar danys a les eines;
5) Assegureu-vos que el sistema de procés tingui una bona rigidesa i redueixi la vibració tant com sigui possible;
6) Utilitzeu els mètodes de funcionament correctes per minimitzar o minimitzar les càrregues sobtades a l'eina.
III. Causes i contramesures de l'estella de l'eina
1) Selecció incorrecta de la marca i l'especificació de la fulla, com ara un gruix de fulla massa prima o una marca massa dura i trencadissa utilitzada per al processament en brut.
Contramesures:
Augmenteu el gruix de la fulla o instal·leu la fulla verticalment i seleccioneu una marca amb major resistència a la flexió i duresa.
2) Selecció incorrecta dels paràmetres de la geometria de l'eina (com ara angles frontals i posteriors massa grans, etc.).
Contramesures:
L'eina es pot redissenyar des dels aspectes següents.
① Reduïu adequadament els angles davanter i posterior.
② Utilitzeu un angle d'inclinació de vora negatiu més gran.
③ Reduïu l'angle de deflexió principal.
④ Utilitzeu un xamfrà negatiu més gran o un arc de vora.
⑤ Tritureu la vora de tall de transició per reforçar la punta de la fulla.
3) El procés de soldadura de la fulla és incorrecte, donant lloc a una tensió de soldadura excessiva o esquerdes de soldadura.
Contramesures:
① Eviteu utilitzar una estructura de ranura de fulla tancada per tres costats.
② Seleccioneu la soldadura correcta.
③ Eviteu utilitzar flama d'oxiacetilè per escalfar la soldadura i mantingueu-la calent després de la soldadura per eliminar l'estrès intern.
④ Utilitzeu una estructura de subjecció mecànica tant com sigui possible
4) El mètode de mòlta inadequat provoca estrès de mòlta i esquerdes de mòlta; l'oscil·lació de les dents de la fresa PCBN després de la mòlta és massa gran, cosa que fa que les dents individuals es sobrecarreguin i també provoca cops de ganivet.
Contramesures:
① Utilitzeu la mòlta intermitent o la mòlta de mola de diamant.
② Utilitzeu una mola més suau i fresqueu-la sovint per mantenir la mola afilada.
③ Presteu atenció a la qualitat de la mòlta i controleu estrictament l'oscil·lació de les dents de la fresa.
5) Selecció incorrecta dels paràmetres de tall, com ara una quantitat excessiva, que farà que la màquina-eina s'atura; quan es talla de manera intermitent, la velocitat de tall és massa alta, la velocitat d'alimentació és massa gran, el marge en blanc és desigual i la profunditat de tall és massa petita; quan es tallen materials amb una alta tendència a endurir-se com l'acer de manganès, la velocitat d'alimentació és massa petita, etc.
Contramesures:
Torneu a seleccionar els paràmetres de tall.
6) Motius estructurals com ara la superfície inferior desigual de la ranura de l'eina de l'eina de subjecció mecànica o una extensió excessiva de la fulla.
Contramesures:
① Repareu la superfície inferior de la ranura de l'eina.
② Organitzeu raonablement la posició del broquet del líquid de tall.
③ La barra d'eines endurida afegeix juntes de carbur sota la fulla.
7) Desgast excessiu de l'eina.
Contramesures:
Canvieu l'eina o substituïu el tall a temps.
8) Un flux de fluid de tall insuficient o un mètode d'ompliment incorrecte fa que la fulla s'escalfi sobtadament i s'esquerde.
Contramesures:
① Augmenteu el flux de líquid de tall.
② Organitzeu raonablement la posició del broquet del líquid de tall.
③ Utilitzeu mètodes de refrigeració eficaços, com ara el refredament per aerosol per millorar l'efecte de refrigeració.
④ Utilitzeu el tall * per reduir l'impacte sobre la fulla.
9) Instal·lació inadequada de l'eina, com ara: l'eina de gir de tall està instal·lada massa alta o massa baixa; el fresat final utilitza un fresat asimètric, etc.
Contramesures:
Torneu a instal·lar l'eina.
10) La rigidesa del sistema de procés és massa pobre, provocant una vibració de tall excessiva.
Contramesures:
① Augmenteu el suport auxiliar de la peça per millorar la rigidesa de la subjecció de la peça.
② Reduïu la longitud de volada de l'eina.
③ Reduïu adequadament l'angle posterior de l'eina.
④ Utilitzeu altres mesures d'eliminació de vibracions.
11) Operació descuidada, com ara: quan l'eina talla des del centre de la peça, l'acció és massa violenta; l'eina s'atura abans de retirar-se.
Contramesures:
Preste atenció al mètode d'operació.
IV. Vora construïda
1) Causes de formació
A la part propera a la vora de tall, a l'àrea de contacte eina-xip, a causa de la gran pressió cap avall, el metall de la capa inferior de l'encenall està incrustat als pics i valls desiguals microscòpics de la vora de tall frontal, formant un espai sense espais. contacte metall a metall real i produint un fenomen d'enllaç. Aquesta part de l'àrea de contacte eina-xip s'anomena àrea d'enllaç. A la zona d'unió, s'acumularà una fina capa de material metàl·lic a la vora de tall frontal de la capa inferior de l'encenall. El material metàl·lic d'aquesta part de l'encenall ha patit una forta deformació i es reforça a una temperatura de tall adequada. Amb la sortida contínua de les fitxes, sota l'empenta del flux de tall posterior, aquesta capa de material acumulat lliscarà respecte a la capa superior de les fitxes i marxarà, convertint-se en la base de la vora acumulada. Posteriorment, es formarà una segona capa de material de tall acumulat sobre ella i aquesta acumulació contínua formarà una vora acumulada.
2) Característiques i influència en el tall
① La duresa és 1,5 ~ 2. 0 vegades superior a la del material de la peça. Pot substituir la cara de tall frontal per tallar, que té l'efecte de protegir la vora de tall i reduir el desgast de la cara de tall frontal. Tanmateix, quan la vora acumulada cau, els fragments que flueixen per l'àrea de contacte eina-peça provocaran un desgast a la cara de tall posterior de l'eina.
② Després de formar la vora acumulada, l'angle frontal de treball de l'eina augmenta significativament, la qual cosa té un paper positiu en la reducció de la deformació de l'encenall i la reducció de la força de tall.
③ Com que la vora acumulada sobresurt més enllà de la vora de tall, la profunditat de tall real augmenta, afectant la precisió dimensional de la peça de treball.
④ La vora acumulada provocarà un fenomen de "llaurada" a la superfície de la peça, afectant la rugositat de la superfície de la peça. ⑤ Els fragments de la vora acumulada s'adheriran o incrustaran a la superfície de la peça per formar punts durs, afectant la qualitat de la superfície mecanitzada de la peça.
A partir de l'anàlisi anterior, es pot veure que la vora acumulada no és propici per al tall, especialment per a l'acabat.
3) Mesures de control
La formació de vora acumulada es pot evitar evitant que el material inferior de l'encenall s'adhereixi o deformi la cara de tall frontal. Avui es poden prendre les següents mesures.
① Reduïu la rugositat de la vora de tall frontal.
② Augmenteu l'angle frontal de l'eina.
③ Reduïu el gruix de tall.
④ Utilitzeu un tall a baixa velocitat o un tall d'alta velocitat per evitar velocitats de tall propenses a formar vora acumulada.
⑤ Realitzeu un tractament tèrmic adequat al material de la peça per augmentar la seva duresa i reduir la plasticitat.
⑥ Utilitzeu fluid de tall amb un bon rendiment antiadherència (com ara fluid de tall a pressió extrema que conté sofre i clor).
