Üks artikkel mõistmiseks! Levinud tööriistaprobleemid ja vastumeetmed CNC-töötluses!

Töötlemiskeskuste jaoks on lõikeriistad kulutööriistad, mis võivad töötlemisprotsessi käigus põhjustada kahjustusi, kulumist ja mõrasid. Need nähtused on vältimatud, kuid on ka kontrollitavaid põhjuseid, nagu ebateaduslikud ja ebastandardsed toimingud, ebaõige hooldus jne. Ainult algpõhjuse leidmisega saame probleemi paremini lahendada.
üks
Tööriista kahjustuse ilming
1) Tipptasemel mikrokokkuvarisemine
Kui töödeldava detaili materjali struktuur, kõvadus ja veeris on ebaühtlane, on esinurk liiga suur, mille tulemuseks on madal lõikeserva tugevus, töötlemissüsteemi ebapiisav jäikus, mis põhjustab vibratsiooni või katkendlikku lõikamist ja halb lihvimise kvaliteet, lõikeserv on kalduvus mikrokokkuvarisemisele, st väikesele kokkuvarisemisele, sälkule või koorumisele servapiirkonnas. Pärast selle olukorra tekkimist kaotab tööriist osa lõikevõimest, kuid võib siiski tööd jätkata. Edasise lõikamise käigus võib lõikeserva kahjustatud osa kiiresti laieneda, põhjustades suuremaid kahjustusi.

2) Lõikeserva või otsa purunemine
Seda tüüpi kahjustused tekivad sageli lõikamistingimustes, mis on raskemad kui lõikeserva mikrokiibi tekitamine või mikrokiibi edasiarendamine. Murdude suurus ja ulatus on suuremad kui mikromurdudel, mistõttu tööriist kaotab täielikult oma lõikevõime ja peab töö lõpetama. Olukorda, kus tera ots puruneb, nimetatakse sageli otsa kukkumiseks.
3) Tera või tööriista purunemine
Äärmiselt karmide lõiketingimuste korral on lõikekogus liiga suur, tekib löögikoormus ning tera või tööriista materjalis on mikropragusid. Keevitamise ja lihvimise tagajärjel tekkiva tera jääkpinge ja hooletu kasutamise tõttu võib see põhjustada tera või tööriista purunemise. Pärast sellise kahjustuse tekkimist ei saa tööriista enam kasutada ja see lammutatakse.
4) Tera pinna koorimine
Suure rabedusega materjalide puhul, nagu kõrge TiC-sisaldusega kõvasulamid, keraamika, PCBN jne, mis on tingitud defektidest või võimalikest pragudest pinnastruktuuris või keevitusest ja lihvimisest tingitud pinna jääkpingest, võib pinna koorumine tekkida. tekkida siis, kui lõikeprotsess ei ole piisavalt stabiilne või kui tööriista pind on allutatud vahelduvale kontaktpingele. Tera esipinnal võib tekkida koorumine, tera aga tagumise tera pinnal. Koorimismaterjal on helveste kujul, suure koorimisalaga. Kaetud lõikeriistade mahakoorumise võimalus on suur. Pärast tera kerget koorimist võib see siiski edasi töötada, kuid pärast tugevat koorimist kaotab see lõikevõime.
5) Lõikeosade plastiline deformatsioon
Madala tugevuse ja kõvaduse tõttu võivad tööriistateras ja kiirteras lõikepiirkondades plastiliselt deformeeruda. Kui kõvasulamid töötavad kõrgel temperatuuril ja kolmeteljelise survepinge all, võib tekkida ka pinnaplastiline vool, mis võib isegi põhjustada lõikeserva või tööriista otsa plastilist deformatsiooni, mille tulemuseks on kokkuvarisemine. Kokkuvarisemine toimub tavaliselt suurte materjalide lõikamisel ja kõvade materjalide töötlemisel. TiC-põhise kõvasulami elastsusmoodul on väiksem kui WC-põhise kõvasulami elastsusmoodul, nii et esimesel on plastilise deformatsiooni või kiire rikke suhtes kiirenenud vastupidavus. PCD-l ja PCBN-il ei esine tavaliselt plastilist deformatsiooni.
6) Terade kuum lõhenemine
Kui lõiketööriist on allutatud vahelduvatele mehaanilistele ja termilistele koormustele, kogeb lõikeosa pind vältimatult vahelduvat termilist pinget korduva soojuspaisumise ja kokkutõmbumise tõttu, mis põhjustab tera väsimist ja pragunemist. Näiteks kui kõvasulamist freesi kasutatakse kiireks freesimiseks, puutuvad lõikuri hambad pidevalt kokku perioodiliste löökide ja vahelduvate termiliste pingetega, mille tulemusena tekivad eesmisele lõikepinnale kammikujulised praod. Mõnel lõikeriistal ei pruugi olla ilmseid vahelduvaid koormusi ja pingeid, kuid pinna ja sisekihtide ebaühtlase temperatuuri tõttu tekib ka termiline pinge. Lisaks on lõikeriista materjalis paratamatult defekte, mistõttu võib tera tekitada ka pragusid. Pärast pragude tekkimist võib tööriist mõnikord mõnda aega edasi töötada ja mõnikord laienevad praod kiiresti, põhjustades tera purunemise või lõikepinna tugeva koorumise.
kaks
Tööriistade kulumise põhjused
1) Abrasiivne kulumine
Sageli on töödeldud materjalis ülikõrge kõvadusega pisikesi osakesi, mis võivad kriimustada tööriista pinnale sooni, mida nimetatakse abrasiivseks lihvimiskahjustuseks. Abrasiivne kulumine esineb kõigil pindadel, kusjuures esitera pind on kõige tugevam. Veelgi enam, kanepimaterjali kulumine võib toimuda erinevatel lõikekiirustel, kuid madala kiirusega lõikamisel ei ole madalama lõiketemperatuuri tõttu muudel põhjustel põhjustatud kulumine märkimisväärne, seega on peamiseks põhjuseks abrasiivne kulumine. Mida madalam on lõikeriista kõvadus, seda suurem on abrasiivne kahjustus.
2) Külmkeevituse kulumine
Lõikamise ajal on tooriku, lõikepinna ning eesmise ja tagumise lõikepinna vahel märkimisväärne surve ja tugev hõõrdumine, mille tulemuseks on külmkeevitus. Hõõrdepaaride suhtelise liikumise tõttu põhjustab külm keevitamine rebenemist ja kandub ühelt poolt minema, mille tulemuseks on külmkeevituskulumine. Külmkeevituskulumine on üldiselt tugevam mõõduka lõikekiiruse korral. Katsete kohaselt on rabedatel metallidel külmkeevituskindlus tugevam kui plastmetallidel; Mitmefaasilised metallid on väiksemad kui ühesuunalised metallid; Metalliühenditel on elementaarsete materjalidega võrreldes väiksem kalduvus külmkeevitamiseks; B-rühma elementide kalduvus rauaga külmkeevitamiseks keemiliste elementide perioodilisustabelis on väike. Külmkeevitus on tugevam kiirterase ja kõvasulami aeglasel lõikamisel.
3) Difusioonkulumine
Lõikamise käigus kõrgetel temperatuuridel ning tooriku ja tööriista kokkupuutel hajuvad mõlemal poolel olevad keemilised elemendid üksteisega tahkes olekus, muutes tööriista koostist ja struktuuri, muutes tööriista pinna hapraks ja ägenemist. tööriista kulumine. Difusiooninähtus väidab alati, et suure sügavuse gradiendiga objektid jätkavad hajumist madala sügavuse gradiendiga objektide suunas.
Näiteks kõvasulamites olev koobalt hajub kiiresti 800 kraadi juures laastudeks ja toorikuteks, WC laguneb aga volframiks ja süsinikuks ning difundeerub teraseks; Kui teras- ja rauamaterjalide lõikamiseks kasutatakse PCD lõiketööriistu, siis kui lõiketemperatuur on üle 800 kraadi, kanduvad PCD-s olevad süsinikuaatomid tooriku pinnale suure difusioonitugevusega, moodustades uusi sulameid ja tööriista pind muutub grafitiseeritud. Koobalt ja volfram hajuvad tugevamalt, samas kui titaanil, tantaalil ja nioobiumil on tugevam difusioonivastane toime. Seetõttu on YT tüüpi kõvasulamitel hea kulumiskindlus. Keraamika ja PCBN-i lõikamisel ei ole difusioonikulumine märkimisväärne temperatuuridel kuni 1000 kraadi -1300 kraadi . Sama materjali tõttu tekitavad toorikud, laastud ja lõikeriistad lõikamise ajal kontaktpiirkonnas termoelektrilise potentsiaali, mis soodustab difusiooni ja kiirendab tööriista kulumist. Seda tüüpi difusioonikulumist termoelektrilise potentsiaali mõjul nimetatakse "termoelektriliseks kulumiseks".
4) Oksüdatiivne kulumine
Temperatuuri tõustes tööriista pind oksüdeerub ja tekitab pehmemaid oksiide, mida laastud hõõruvad ja moodustavad kulumise, mida nimetatakse oksüdatsioonikuluks. Näiteks temperatuurivahemikus 700 kuni 800 kraadi reageerib gaasis olev hapnik kõvasulamites koobalti, karbiidide, titaankarbiidiga jne, moodustades pehmemad oksiidid; PCBN läbib keemilise reaktsiooni veeauruga temperatuuril 1000 kraadi.

kolm
Tera kulumisvorm
1) Esitera pinna kahjustus
Plastmaterjalide suurel kiirusel lõikamisel kulub eesmise lõikeserva lõikejõu lähedal asuv ala laastude mõjul poolkuu süvenditeks, mida nimetatakse ka poolkuu kulumiseks. Kulumise algfaasis suureneb tööriista kaldenurk, mis parandab lõiketingimusi ning soodustab laastude kõverdumist ja purunemist. Kui poolkuu süvend aga veelgi suureneb, nõrgeneb lõikeserva tugevus oluliselt, mis võib lõpuks põhjustada lõikeserva purunemise ja kahjustumise. Madalama lõikekiiruse ja peenema lõikepaksusega rabedate või plastmaterjalide lõikamisel poolkuu süvendi kulumist üldiselt ei esine.
2) Noaotste kulumine
Tööriista otsa kulumine viitab tööriista otsakaare tagakülje ja sellega külgneva sekundaarse tagakülje kulumisele, mis on jätk tööriista tagakülje kulumisele. Kehvade soojuse hajumise tingimuste ja siinsete pingekontsentratsioonide tõttu on kulumiskiirus kiirem kui tagumise lõikepinna oma. Mõnikord moodustub sekundaarsele tagumisele lõikepinnale rida väikeseid sooni, mille vahekaugus on võrdne etteandekiirusega, mida nimetatakse soone kulumiseks. Neid põhjustavad peamiselt kõvastunud kiht ja lõikemustrid töödeldaval pinnal. Raskesti lõigatavate materjalide, millel on suur kalduvus kõveneda, lõikamisel põhjustab see kõige tõenäolisemalt soonte kulumist. Tööriista otsa kulumine mõjutab kõige rohkem töödeldava detaili pinnakaredust ja töötlustäpsust.
3) Tagumise tera kulumine
Suure lõikepaksusega plastmaterjalide lõikamisel ei pruugi laastude olemasolu tõttu tööriista tagakülg töödeldava detailiga kokku puutuda. Lisaks puutub tagumine lõikepind tavaliselt kokku töödeldava detailiga, moodustades tagumise lõikepinnaga kulumisriba, mille seljanurk on 0. Üldjuhul on lõikeserva tööpikkuse keskel tagakülje kulumine suhteliselt ühtlane, nii et tagakülje kulumisastet saab mõõta kulumisriba VB laiusega lõikeserva tagaküljel. tipptasemel selles osas.
Kuna erinevat tüüpi lõikeriistad kogevad peaaegu alati erinevates lõiketingimustes, eriti rabedate materjalide või väiksema lõikepaksusega plastmaterjalide lõikamisel seljaosa kulumist, on tööriista kulumine peamiselt seljaosa kulumine. Lisaks on kulumisriba VB laiuse mõõtmine suhteliselt lihtne, seega kasutatakse tööriista kulumisastme tähistamiseks tavaliselt VB-d. Mida suurem on VB, see mitte ainult ei suurenda lõikejõudu ja põhjustab lõikevibratsiooni, vaid mõjutab ka tööriista otsakaare kulumist, mõjutades seeläbi töötlemise täpsust ja pinna kvaliteeti.

neli
Meetodid tööriista kahjustamise vältimiseks
1) Valige tööriistamaterjalide tüübid ja klassid mõistlikult, lähtudes töödeldavate materjalide ja osade omadustest. Teatud kõvaduse ja kulumiskindluse eeldusel on vaja tagada, et tööriista materjalil on vajalik tugevus.
2) Valige mõistlikult lõikeriista geomeetrilised parameetrid. Reguleerides esi- ja taganurki, põhi- ja lisahälbenurki, lõiketera kaldenurki ja muid nurki; Veenduge, et lõikeserv ja ots oleksid hea tugevusega. Lõikeserva negatiivsete faaside lihvimine on tõhus abinõu tööriista purunemise vältimiseks.
3) Tagada keevitamise ja lihvimise kvaliteet ning vältida mitmesuguseid puudulikust keevitusest ja lihvimisest põhjustatud defekte. Peamistes protsessides kasutatavad lõiketööriistad tuleks pinnakvaliteedi parandamiseks lihvida ja kontrollida pragude suhtes.
4) Valige lõikekogus mõistlikult, et vältida liigset lõikejõudu ja kõrget lõiketemperatuuri, et vältida tööriista kahjustamist.
5) Püüdke tagada protsessisüsteemi hea jäikus ja vähendada vibratsiooni nii palju kui võimalik.
6) Valige õige töömeetod ja proovige minimeerida tööriista võimet taluda äkilisi koormuse muutusi.
viis
Tööriista purunemise põhjused ja vastumeetmed
1. Tera margi ja spetsifikatsioonide vale valik, nt liiga õhuke tera paksus või liiga kõva või liiga rabe marki valimine töötlemata töötlemise ajal.
Vastumeede: suurendage tera paksust või paigaldage tera vertikaalselt ning valige suurema paindetugevuse ja sitkusega mark.
2. Tööriista geomeetria parameetrite vale valik (näiteks suured esi- ja taganurgad jne).
Vastumeetmed:
Lõiketööriistade ümberkujundamist saate alustada järgmistest aspektidest.
1) Vähendage esi- ja taganurki vastavalt.
2) Kasutage suuremat negatiivset tera kaldenurka.
3) Vähendage peamist läbipaindenurka.
4) Kasutage suuremaid negatiivseid faasinguid või terakaaresid.
5) Ülemineku lõikeserva lihvimine tööriista otsa täiustamiseks.
3. Tera keevitusprotsess on vale, põhjustades liigset keevituspinget või keevituspragusid.
Vastumeetmed:
1) Vältige kolmepoolse suletud tera soonekonstruktsiooni kasutamist.
2) Joote õige valik.
3) Vältige oksüatsetüleeni leekide kasutamist keevitamise soojendamiseks ja säilitage pärast keevitamist isolatsioon, et kõrvaldada sisemine pinge.
4) Proovige võimalikult palju kasutada mehaanilisi kinnituskonstruktsioone
4. Valed lihvimismeetodid võivad põhjustada lihvimispingeid ja pragusid; PCBN-freesi hammaste liigne vibratsioon pärast lihvimist võib põhjustada üksikute hammaste liigset koormust ja põhjustada ka tööriista purunemist.
Vastumeetmed:
1) Kasutage lihvimiseks vahelduvat lihvimist või teemantlihvketast.
2) Valige pehmem lihvketas ja trimmige regulaarselt, et ratas jääks teravaks.
3) Pöörake tähelepanu tera lihvimise kvaliteedile ja kontrollige rangelt freeshammaste vibratsiooni.
5. Raiekoguse valik on ebamõistlik. Kui kogus on liiga suur, võib tööpink kinni jääda; Katkendliku lõikamise korral on lõikekiirus liiga suur, etteandekiirus liiga suur ja lõikesügavus liiga väike, kui tooriku varu on ebaühtlane; Kõrge töökarastumise kalduvusega materjalide (nt kõrge mangaanisisaldusega terase) lõikamisel on etteandekiirus liiga väike.
Vastumeede: valige uus lõikekogus.
6. Struktuursed põhjused, nagu soone ebaühtlane alumine pind või tera liigne pikenemine mehaanilise kinnitusega lõikeriistade puhul.
Vastumeetmed:
1) Kärbi noa soone alumine pind.
2) Korraldage lõikevedeliku düüside asukoht mõistlikult.
3) Lisage tera alla kõvasulamist tihend karastatud tööriistahoidiku jaoks.
7. Tööriistade liigne kulumine.
Vastumeede: Vahetage tööriist või lõikeserv õigeaegselt.
Lõikevedeliku ebapiisav vool või vale täitmismeetod võib põhjustada tera järsku kuumenemist ja lõhenemist.
Vastumeetmed:
1) Suurendage lõikevedeliku voolukiirust.
2) Korraldage lõikevedeliku düüside asukoht mõistlikult.
3) Jahutusefekti parandamiseks kasutage tõhusaid jahutusmeetodeid, näiteks pihustusjahutust.
4) Lõikamise * kasutamine terale avalduva löögi vähendamiseks.
9. Lõikeriistade vale paigaldamine, näiteks liiga kõrgele või liiga madalale paigaldatud lõiketööriistad; Otsapinna frees kasutab asümmeetrilist ettepoole freesimist ja muid meetodeid.
Vastumeede: paigaldage lõiketööriistad tagasi.
10. Protsessisüsteemi jäikus on liiga halb, põhjustades liigset lõikevibratsiooni.
Vastumeetmed:
1) Suurendage tooriku abituge ja parandage tooriku kinnituse jäikust.
2) Vähendage tööriista üleulatuvat pikkust.
3) Vähendage sobivalt tööriista seljanurka.
4) Võtta kasutusele muud vibratsiooni vähendamise meetmed.
11. Ebaõige töö, näiteks liigne jõud, kui tööriist lõikab läbi töödeldava detaili keskosa; Peatage sõiduk enne noa sissetõmbamist.
Vastumeede: pöörake tähelepanu töömeetoditele.
kuus
Prahi kogunemise kasvajate põhjused, omadused ja kontrollimeetmed
1. Moodustumise põhjus
Lõikeserva lähedal, tööriista laastude kokkupuutealal, on laastude all olev metall suure allapoole suunatud rõhu tõttu põimitud eesmise lõikepinna mikroebatasastesse tippudesse ja orgudesse, moodustades tõelise metalli ja metalli kontakti. ilma lünkadeta ja tekitades sidumisnähtuse. Seda tööriistakiibi kontaktala osa nimetatakse liimimisalaks. Liimimistsoonis koguneb laastude alumise kihi eesmisele lõikepinnale õhuke metallmaterjali kiht ning laastude selle osa metallmaterjal läbib sobiva lõiketemperatuuri juures tugeva deformatsiooni ja tugevnemise. Kui laastud jätkavad väljavoolamist, libiseb see seisva materjali kiht järgneva lõikevoolu tõukejõu mõjul laastude ülemise kihi suhtes ja lahkub, muutudes laastu koguneva tüki vundamendiks. Järgnevalt moodustub selle peale teine ​​hüstereesilõikematerjali kiht, mis koguneb pidevalt ja moodustab killusõlmekesi.
2. Omadused ja nende mõju lõiketöötlusele
1) Kõvadus on 1.5-2.0 korda kõrgem kui tooriku materjalil ja see võib asendada lõikamiseks eesmist lõikepinda. Selle funktsioon on kaitsta lõikeserva ja vähendada eesmise lõikepinna kulumist. Kui praht aga maha kukub, voolab see läbi tööriista ja tooriku kontaktala, põhjustades tööriista tagumise lõikepinna kulumist.
2) Pärast laastude moodustumist suureneb oluliselt tööriista töö kaldenurk, mis mängib positiivset rolli laastu deformatsiooni ja lõikejõu vähendamisel.
3) Lõikeservast väljaulatuvate laastude kogunemise tõttu suureneb tegelik lõikesügavus, mis mõjutab tooriku mõõtmete täpsust.
4) Prahi kogunemine võib põhjustada tooriku pinnale "kündmist", mis mõjutab tooriku pinna karedust.
5) Kogunenud prahi killud võivad kleepuda või kinnituda tooriku pinnale, tekitades kõvasid kohti ja mõjutades töödeldava detaili pinna kvaliteeti.
Ülaltoodud analüüsist on näha, et laastude kogunemine on lõikamisel, eriti täppistöötlemisel, ebasoodne.
3. Kontrollimeetmed
Laastude moodustumise vältimiseks võib laastu alusmaterjali ja eesmise lõikepinna vahelise sideme või deformatsiooni tugevnemise vältimiseks võtta kasutusele järgmised meetmed.
1) Vähendage eesmise tera pinna karedust.
2) Suurendage tööriista esinurka.
3) Vähendage lõikepaksust.
4) Kasutage väikese kiirusega lõikamist või kiiret lõikamist, et vältida lõikekiirusi, mis võivad laastuda.
5) Kuumtöötlege töödeldava detaili materjali korralikult, et suurendada selle kõvadust ja vähendada plastilisust.
6) Kasutage heade kleepumisvastaste omadustega lõikevedelikke (nt väävlit ja kloori sisaldavad äärmusliku survega lõikevedelikud).