1. Manifestacije oštećenja alata
1) Mikro-kolaps rezanja
Kad su struktura, tvrdoća i dodatak materijala neravni, kut grablje je prevelik, što rezultira niskom čvrstoćom retka, procesni sustav nije dovoljno krut da bi se stvorio vibracija, ili se izvodi isprekidano rezanje, a kvaliteta mljevenja je loša , rezanci je sklon mikro-kollatu, odnosno malo kolapsa, zareza ili ljuštenja u području rezanja. Kad se to dogodi, alat će izgubiti dio svoje sposobnosti rezanja, ali može nastaviti raditi. Tijekom kontinuiranog rezanja, oštećeni dio područja rezanja može se brzo proširiti, što je rezultiralo većim oštećenjem.
2) Cutting Edge ili Alat Savjet kolapsa
Ova vrsta oštećenja često nastaje u težim uvjetima rezanja od onih koji uzrokuju mikrokolaps oštrice ili se radi o daljnjem razvoju mikrokolapsa. Veličina i opseg kolapsa veći su od mikro kolapsa, zbog čega alat potpuno gubi sposobnost rezanja i mora prestati raditi. Kolaps vrha alata često se naziva pad vrha.
3) Lom oštrice ili alata
Kada su uvjeti rezanja izuzetno loši, količina rezanja je prevelika, postoji udarno opterećenje, postoje mikropukotine u oštrici ili materijalu alata, postoje zaostala naprezanja u oštrici zbog zavarivanja i brušenja i čimbenici kao što je nepažljiv rad može uzrokovati lomljenje oštrice ili alata. Nakon pojave ovog oblika oštećenja, alat se više ne može koristiti i odlazi u otpad.
4) ljuštenje površine oštrice
Za vrlo krhke materijale, kao što su cementni karbid, keramika, PCBN, itd. s visokim sadržajem TiC, zbog nedostataka ili potencijalnih pukotina u površinskoj strukturi ili zaostalog naprezanja na površini zbog zavarivanja i brušenja, vrlo je lako proizvesti površinsko ljuštenje kada proces rezanja nije dovoljno stabilan ili je površina alata izložena izmjeničnom kontaktnom naprezanju. Može doći do ljuštenja na prednjoj strani oštrice i na stražnjoj strani oštrice. Materijal koji se ljušti je ljuskav i područje ljuštenja je veliko. Alati s premazom vjerojatnije će se oguliti. Nakon laganog ljuštenja, oštrica može nastaviti raditi, ali će nakon jakog ljuštenja izgubiti sposobnost rezanja.
5) Plastična deformacija dijelova rezanja
Zbog njihove male čvrstoće i tvrdoće, čelik s alatom i čelik velike brzine mogu proći plastičnu deformaciju u svojim dijelovima za rezanje. Kada zacementirani karbid radi pod visokom temperaturom i troosnim tlačnim naprezanjem, također će proizvesti površinski plastični protok, pa čak i uzrokovati da se rezanje ili vrh podvrgne plastičnoj deformaciji i kolapsu. Kolaps se obično događa kada je količina rezanja velika, a tvrdi materijali obrađuju. Elastični modul cementiranog karbida na bazi TIC-a manji je od mogućnosti cementiranog karbida na bazi WC-a, tako da se ubrzava sposobnost bivšeg da se odupire plastičnoj deformaciji ili brzo ne uspijeva. PCD i PCBN u osnovi ne prolaze plastičnu deformaciju.
6) Termičko pucanje lopatica
Kad se alat podvrgne naizmjeničnim mehaničkim opterećenjima i toplinskim opterećenjima, površina dijela rezanja neizbježno će proizvesti naizmjenični toplinski napon zbog ponovljenog toplinskog širenja i kontrakcije, što će neizbježno uzrokovati zamor i pucanje oštrice. Na primjer, kada se za cementirani rezač mljevenja karbida mljevi velikom brzinom, zubi se neprestano podliježu periodičnom utjecaju i naizmjeničnom toplinskom stresu, a na prednjem licu se stvaraju pukotine slične češljima. Iako neki alati nemaju očita naizmjenična opterećenja i naizmjenične napone, toplinski će se napon stvoriti zbog nedosljednih temperatura između površinskih i unutarnjih slojeva. Osim toga, unutar materijala alata postoje neizbježni nedostaci, tako da oštrica također može puknuti. Nakon što se pukotina formira, alat ponekad može nastaviti raditi neko vrijeme, a ponekad se pukotina brzo širi, uzrokujući lomljenje noža ili da se površina oštrice ozbiljno ogulite.
Slika
2. trošenje alata
1. Prema uzroku habanja, može se podijeliti u:
1) Abrazivno trošenje
U obrađenom materijalu često postoje sitne čestice izuzetno visoke tvrdoće koje mogu izgrebati utore na površini alata, što predstavlja abrazivno trošenje. Abrazivno trošenje postoji na svim površinama, a najočitija je prednja rezna površina. Štoviše, trošenje konoplje može se pojaviti pri različitim brzinama rezanja, ali za rezanje malim brzinama, zbog niske temperature rezanja, trošenje uzrokovano drugim razlozima nije očito, tako da je abrazivno trošenje glavni razlog. Osim toga, što je niža tvrdoća alata, to je ozbiljnije trošenje abrazivne konoplje.
2) hladno nošenje zavarivanja
Tijekom rezanja dolazi do velikog pritiska i jakog trenja između obratka, rezne i prednje i stražnje rezne površine, pa će doći do hladnog zavarivanja. Zbog relativnog gibanja između tarnih parova, hladno zavarivanje će uzrokovati pukotine i biti odnesene s jedne strane, uzrokujući tako hladno zavarivanje. Trošenje uslijed hladnog zavarivanja općenito je ozbiljnije pri srednjim brzinama rezanja. Prema eksperimentima, krti metali imaju veću otpornost na hladno zavarivanje od plastičnih metala; višefazni metali manje su otporni na hladno zavarivanje od jednosmjernih metala; metalni spojevi imaju manju tendenciju hladnog zavarivanja od pojedinačnih tvari; a tendencija hladnog zavarivanja elemenata skupine B i željeza u kemijskom periodnom sustavu je manja. Hladno zavarivanje je ozbiljnije kada se brzorezni čelik i cementni karbid režu malim brzinama.
3) Trošenje difuzijom
Tijekom visokotemperaturnog rezanja i kontakta između obratka i alata, kemijski elementi obiju strana difundiraju jedni s drugima u čvrstom stanju, mijenjajući strukturu sastava alata, čineći površinu alata lomljivom i pogoršavajući trošenje alat. Fenomen difuzije uvijek održava kontinuiranu difuziju objekata s velikim dubinskim gradijentima prema objektima s malim dubinskim gradijentima. Na primjer, kada je temperatura cementiranog karbida 800 stupnjeva, kobalt u njemu će brzo difundirati u strugotine i izratke, a WC će se razgraditi u volfram i ugljik i difundirati u čelik; kada PCD alat reže materijale od čelika i željeza, kada je temperatura rezanja viša od 800 stupnjeva, atomi ugljika u PCD-u će se prenijeti na površinu obratka s velikim intenzitetom difuzije kako bi se formirala nova legura, a površina alata će biti grafitiziran. Kobalt i volfram ozbiljnije difuziraju, a titan, tantal i niobij imaju snažnu antidifuzijsku sposobnost. Stoga YT cementni karbid ima bolju otpornost na trošenje. Pri rezanju keramike i PCBN-a, kada je temperatura čak 1000 stupnjeva -1300 stupnjeva, trošenje difuzijom nije značajno. Zbog istog materijala, obradak, strugotine i alati će tijekom rezanja generirati termoelektrični potencijal u kontaktnom području. Ovaj termoelektrični potencijal ima učinak poticanja difuzije i ubrzavanja trošenja alata. Ovo difuzijsko trošenje pod djelovanjem termoelektričnog potencijala naziva se "termoelektrično trošenje".
4) trošenje oksidacije
Kada temperatura poraste, površina alata se oksidira kako bi se proizveli mekši oksidi, koje trljaju strugotine i nastaju trošenjem oksidacijom. Na primjer, na 700 stupnjeva ~ 800 stupnjeva, kisik u zraku reagira s kobaltom, karbidom, titanijevim karbidom itd. u cementiranom karbidu da bi se formirali mekši oksidi; na 1000 stupnjeva, PCBN kemijski reagira s vodenom parom.
2. Prema obliku trošenja, može se podijeliti na:
1) Nošenje lica grablje
Prilikom rezanja plastičnih materijala velikom brzinom, dio prednjeg dijela blizu sile rezanja istrošit će se u obliku polumjeseca pod djelovanjem strugotine, pa se to naziva i trošenje u obliku polumjeseca. U ranoj fazi trošenja, nagibni kut alata se povećava, što poboljšava uvjete rezanja i pogoduje savijanju i lomljenju strugotine. Međutim, kada se polumjesec dalje povećava, čvrstoća oštrice je uvelike oslabljena, što na kraju može uzrokovati kolaps i štetu oštrice. Kod rezanja krhkih materijala ili rezanja plastičnih materijala pri manjoj brzini rezanja i manjoj debljini rezanja, trošenje u obliku polumjeseca općenito se ne pojavljuje.
2) trošenje savjeta za alat
Istrošenost vrha alata je istrošenost stražnje strane luka vrha alata i susjedne sekundarne stražnje strane. To je nastavak istrošenosti stražnje strane alata. Zbog loših uvjeta rasipanja topline i koncentracije naprezanja ovdje, stopa trošenja je brža od stražnje strane. Ponekad će se niz malih utora s razmakom jednakim količini dodavanja formirati na sekundarnoj stražnjoj plohi, što se naziva trošenjem utora. Uglavnom su uzrokovani očvrslim slojem i linijama rezanja strojno obrađene površine. Trošenje utora najvjerojatnije će se pojaviti pri rezanju materijala koji se teško režu i imaju jaku tendenciju ka stvrdnjavanju. Trošenje vrha alata ima najveći utjecaj na hrapavost površine i točnost obrade izratka.
3) Nošenje stražnjeg lica
Prilikom rezanja plastičnih materijala s velikom debljinom rezanja, stražnja strana alata možda neće doći u dodir s izratkom zbog prisutnosti izgrađenog ruba. Osim toga, stražnja strana obično dolazi u kontakt s obratkom, a na stražnjoj strani se formira traka za habanje sa stražnjim kutom od 0. Općenito, na sredini radne duljine rezne oštrice, trošenje stražnje strane je relativno ravnomjerno, tako da se stupanj istrošenosti stražnje strane može mjeriti širinom VB pojasa trošenja stražnje strane rezne oštrice u ovaj odjeljak. Budući da će sve vrste alata gotovo uvijek doživjeti bočno trošenje pod različitim uvjetima rezanja, posebno pri rezanju krhkih materijala ili rezanju plastičnih materijala s manjom debljinom rezanja, trošenje alata je uglavnom bočno trošenje, a mjerenje širine trake trošenja VB je relativno jednostavan, pa se VB obično koristi za označavanje stupnja istrošenosti alata. Što je veći VB, to je veća sila rezanja i uzrokuje vibracije rezanja i trošenje na luku vrha alata, što utječe na točnost obrade i kvalitetu površine.
2. Metode za sprečavanje loma alata
1) Prema karakteristikama obrađenih materijala i dijelova, razumno odaberite vrste i stupnjeve alatnih materijala. Pod pretpostavkom da ima određenu tvrdoću i otpornost na trošenje, potrebno je osigurati da materijal alata ima potrebnu žilavost;
2) Razumno odabir geometrijskih parametara alata. Podešavanjem prednjeg i stražnjeg kuta, glavnih i sekundarnih kutova odstupanja, kutovi nagiba oštrice i drugi kutovi;
Provjerite jesu li vrhunski i vrh imaju dobru snagu. Mrživanje negativne obloge na reznom rubu učinkovita je mjera za sprečavanje čipiranja;
3) Osigurajte kvalitetu zavarivanja i oštrenja te izbjegavajte razne nedostatke uzrokovane lošim zavarivanjem i oštrenjem. Alati koji se koriste u ključnim procesima trebaju biti brušeni kako bi se poboljšala kvaliteta površine i provjerilo ima li pukotina;
4) Racionalno odaberite parametre rezanja kako biste izbjegli prekomjernu silu rezanja i visoku temperaturu rezanja kako biste spriječili oštećenje alata;
5) Osigurajte da procesni sustav ima dobru krutost i smanjite vibracije što je više moguće;
6) Uzmite ispravne metode rada kako biste umanjili ili umanjili naglo opterećenje alata.
Iii. Uzroci i protumjere čipiranja alata
1) Nepravilni odabir marke i specifikacije oštrice, poput previše tanke debljine noža ili previše tvrdog i krhkih marki koja se koristi za grubu obradu.
Protumjere:
Povećajte debljinu oštrice ili postavite oštricu okomito i odaberite marku s većom čvrstoćom na savijanje i žilavošću.
2) Nepravilni odabir parametara geometrije alata (poput prevelikog prednjeg i stražnjeg kuta itd.).
Protumjere:
Alat se može redizajnirati iz sljedećih aspekata.
① Na odgovarajući način smanjite prednji i stražnji kut.
② Upotrijebite veći kut nagiba negativnog ruba.
③ Smanjite glavni kut otklona.
④ Koristite veće negativno skošenje ili rubni luk.
⑤ Izbrusite prijelaznu oštricu kako biste ojačali vrh oštrice.
3) Postupak zavarivanja oštrice nije ispravan, što dovodi do prekomjernog naprezanja pri zavarivanju ili pukotina pri zavarivanju.
Protumjere:
① Izbjegavajte korištenje strukture utora za oštricu koja je zatvorena s tri strane.
② Odaberite ispravno lemljenje.
③ Izbjegavajte upotrebu plamena oksiacetilena za zagrijavanje zavarivanja i održavajte ga toplim nakon zavarivanja za uklanjanje unutarnjeg stresa.
④ Upotrijebite mehaničku strukturu stezanja što je više moguće
4) nepravilna metoda brušenja uzrokuje brušenje stresa i mljevenje pukotina; Oscilacija zuba PCBN rezača glodanja nakon mljevenja je prevelika, što pojedinačne zube preopterećene i također uzrokuje prebijanje noža.
Protumjere:
① Upotrijebite povremeno mljevenje ili brušenje dijamanta.
② Upotrijebite mekši kotač za brušenje i često ga oblačite kako bi brusilišta bila oštra.
③ Pazite na kvalitetu brušenja i strogo kontrolirajte oscilacije zuba glodala.
5) nepravilan odabir parametara rezanja, poput prekomjerne količine, što će uzrokovati da se strojni alat zaustavi; Kada se povremeno reže, brzina rezanja je previsoka, brzina dovoda je prevelika, prazan dodatak je neujednačen, a dubina rezanja premala; Pri rezanju materijala s velikom tendencijom rada, kao što je visoki čelik mangana, brzina dovoda je premala, itd.
Protumjere:
Ponovno odaberite parametre rezanja.
6) Strukturni razlozi kao što je neravna donja površina utora alata mehaničkog steznog alata ili prekomjerno produženje oštrice.
Protumjere:
① Popravite donju površinu utora alata.
② Razumno rasporedite položaj mlaznice za rezanje tekućine.
③ Očvršćena traka za alat dodaje brtve karbida ispod oštrice.
7) Pretjerano trošenje alata.
Protumjere:
Promijenite alat ili zamijenite oštricu na vrijeme.
8) Nedovoljan protok tekućine za rezanje ili nepravilna metoda punjenja uzrokuje naglo zagrijavanje i pucanje oštrice.
Protumjere:
① Povećajte protok tekućine za rezanje.
② Razumno namjestite položaj mlaznice tekućine za rezanje.
③ Koristite učinkovite metode hlađenja kao što je hlađenje sprejom za poboljšanje učinka hlađenja.
④ Koristite * rezanje kako biste smanjili udar na oštricu.
9) Neispravna instalacija alata, kao što je: alat za rezanje je postavljen previsoko ili prenisko; čelno glodalo koristi asimetrično glodanje, itd.
Protumjere:
Ponovno instalirajte alat.
10) Krutost procesnog sustava je previše loša, što uzrokuje pretjeranu vibraciju rezanja.
Protumjere:
① Povećajte pomoćnu potporu obratka kako biste poboljšali krutost stezanja obratka.
② Smanjite duljinu prevjesa alata.
③ Na odgovarajući način smanjite kut alata.
④ Koristite druge mjere uklanjanja vibracija.
11) Nepažljiva operacija, poput: kada se alat presijeca s sredine obrade, akcija je previše nasilna; Alat se zaustavlja prije povlačenja.
Protumjere:
Obratite pozornost na način rada.
IV. Ugrađeni rub
1) Uzroci stvaranja
U dijelu blizu reznog ruba, u kontaktnom području alata, zbog velikog tlaka prema dolje, metal donjeg sloja čipa ugrađen je u mikroskopske neravne vrhove i doline na prednjem dijelu, formirajući bez praznina bez praznina Pravi kontakt metal-metal i stvaranje fenomena vezanja. Ovaj dio kontaktnog područja alata naziva se područje vezanja. U području vezanja na prednjem dijelu sloja čipa donjeg sloja akumulirat će se tanki sloj metalnog materijala. Metalni materijal ovog dijela čipa prošao je jaku deformaciju i ojačan je na odgovarajućoj temperaturi rezanja. S kontinuiranim odljevom čipsa, pod pritiskom na naknadni protok rezanja, ovaj će sloj akumuliranog materijala kliznuti u odnosu na gornji sloj čipsa i otići, postajući osnova izgrađenog ruba. Nakon toga, na njemu će se formirati drugi sloj akumuliranog rezanog materijala, a ta će kontinuirana akumulacija formirati ugrađeni rub.
2) Karakteristike i utjecaj na rezanje
① Tvrdoća je 1,5 ~ 2. 0 puta veća od materijala radnog komada. Može zamijeniti lice prednjeg rezanja za rezanje, što ima učinak na zaštitu rezanja i smanjenje trošenja lica prednjeg rezanja. Međutim, kada ugrađeni rub padne, fragmenti koji teče kroz područje kontakta s alatom prouzročit će habanje na licu za rezanje alata.
② Nakon formiranja izgrađenog ruba, radni prednji kut alata značajno se povećava, što ima pozitivnu ulogu u smanjenju deformacije strugotine i smanjenju sile rezanja.
③ Budući da ugrađeni rub strši izvan rezanog ruba, stvarna dubina rezanja povećava se, što utječe na točnost dimenzije radnog komada.
④ Nagomilani rub će uzrokovati pojavu "ranja" na površini obratka, utječući na hrapavost površine obratka. ⑤ Fragmenti izgrađenog ruba prilijepit će se ili ugraditi u površinu obratka kako bi formirali čvrste točke, utječući na kvalitetu obrađene površine obratka.
Iz gornje analize može se vidjeti da izgrađeni rub nije pogodan za rezanje, posebno za završnu obradu.
3) Kontrolne mjere
Stvaranje ugrađenog ruba može se izbjeći sprečavanjem pridržavanja ili deformiranja prednjeg rezanja na dnu čipa. Danas se mogu poduzeti sljedeće mjere.
① Smanjite hrapavost prednje oštrice.
② Povećajte prednji kut alata.
③ Smanjite debljinu rezanja.
④ Upotrijebite rezanje niske brzine ili rezanje velike brzine kako biste izbjegli brzine rezanja koje su sklone oblikovanju ugrađenog ruba.
⑤ Izvršite odgovarajuću toplinsku obradu na radnom materijalu kako biste povećali svoju tvrdoću i smanjili plastičnost.
⑥ Koristite tekućinu za rezanje s dobrim djelovanjem protiv prianjanja (kao što je tekućina za rezanje pod ekstremnim pritiskom koja sadrži sumpor i klor).
