Поломка инструмента, износ, выкрашивание, причины и решения

Т Ох уж Сломан

Показатели поломки инструмента

1) Режущая кромка слегка откололась

Когда структура материала заготовки, твердость и кромка неравномерны, передний угол слишком велик, а прочность режущей кромки низкая, технологическая система недостаточно жесткая, чтобы вызвать вибрацию, или когда резка прерывается и качество шлифования плохое. , режущая кромка склонна к выкрашиванию. То есть в области лезвия появляются мельчайшие лавины, забоины или отслоения. После того, как это произойдет, инструмент потеряет часть режущей способности, но сможет продолжать работать. При продолжении резки поврежденная часть области лезвия может быстро расшириться, что приведет к еще большему повреждению.

2) Сколы режущей кромки или наконечника

Этот тип повреждения часто возникает при более тяжелых условиях резания, чем те, которые вызывают выкрашивание режущей кромки, или является дальнейшим развитием выкрашивания. Размер и размах коллапса больше, чем у микроколлапса, так что инструмент полностью теряет режущую способность и вынужден прекращать работу. Сломанный кончик ножа часто называют падением кончика.

3) Сломанное лезвие или инструмент

Когда условия резания очень плохие, величина резания слишком велика, имеется ударная нагрузка, микротрещины в лезвии или материале инструмента из-за остаточного напряжения в лезвии из-за сварки, заточки и таких факторов, как неосторожность во время работы лезвие или инструмент могут сломаться. После такого повреждения инструмент больше нельзя будет использовать, что приведет к поломке.

4) Поверхность лезвия отслаивается

Для хрупких материалов, таких как цементированный карбид, керамика, PCBN и т. д. с высоким содержанием TiC, на поверхности возникают остаточные напряжения из-за дефектов или потенциальных трещин в структуре поверхности, сварки или заточки. Легко отслаивается, когда поверхность инструмента недостаточно стабильна или поверхность инструмента подвергается переменному контактному напряжению. Отслаивание может происходить на передней поверхности, нож может возникать на боковой поверхности, отслаивающийся материал имеет форму чешуек, а площадь отслаивания большая. Инструмент покрытия с большей вероятностью отслоится. После того, как лезвие слегка отслоится, оно может продолжать работать, а режущая способность будет утеряна после сильного отслаивания.

5) Пластическая деформация режущей части

Из-за малой прочности и малой твердости стали и быстрорежущей стали в режущей части могут возникать пластические деформации. Когда цементированный карбид работает при высокой температуре и сжимающем напряжении в трех направлениях, он также вызывает поверхностное пластическое течение и даже вызывает пластическую деформацию режущей кромки или наконечника инструмента и вызывает разрушение. Разрушение обычно происходит, когда количество резания велико и обрабатываются твердые материалы. Модуль упругости цементированного карбида на основе TiC меньше, чем у цементированного карбида на основе WC, поэтому сопротивление первого пластической деформации ускоряется или быстро выходит из строя. PCD и PCBN практически не подвергаются пластической деформации.

6) Горячее растрескивание лезвия

Когда инструмент подвергается чередующимся механическим и термическим нагрузкам, поверхность режущей части неизбежно будет создавать переменные термические напряжения из-за многократного теплового расширения и сжатия, что приведет к усталости лезвия и растрескиванию. Например, при высокоскоростном фрезеровании твердосплавной фрезой зубья фрезы постоянно подвергаются периодическим ударным и знакопеременным термическим нагрузкам, а на передней поверхности образуются гребенчатые трещины. Хотя некоторые инструменты не имеют очевидных знакопеременных нагрузок и напряжений, термические напряжения также будут возникать из-за несоответствия температуры поверхности и внутренней температуры. Кроме того, неизбежно наличие дефектов в материале инструмента, поэтому лезвие также может треснуть. После образования трещины инструмент иногда может продолжать работать в течение некоторого времени, а иногда быстрый рост трещины приводит к поломке лезвия или серьезному отслаиванию поверхности лезвия.

Как предотвратить поломку инструмента

1) В соответствии с характеристиками обрабатываемых материалов и деталей разумно выбирать различные типы и марки инструментальных материалов. При условии определенной степени твердости и износостойкости инструментальный материал должен иметь необходимую прочность.

2) Разумно подобрать геометрические параметры инструмента. Регулируя передний и задний углы, основные и вспомогательные углы отклонения, углы наклона лезвия и т. д., обеспечить хорошую прочность режущей кромки и острия. Шлифование отрицательной фаски на режущей кромке является эффективной мерой предотвращения поломки инструмента.

3) Обеспечьте качество сварки и заточки и избегайте различных дефектов, вызванных неправильной сваркой и заточкой. Режущий инструмент, используемый в ключевом процессе, должен быть отшлифован для улучшения качества поверхности и проверки на наличие трещин.

4) Выбирайте разумную величину резания, чтобы избежать чрезмерного усилия резания и высокой температуры резания, чтобы предотвратить повреждение инструмента.

5) Насколько это возможно, убедитесь, что технологическая система имеет лучшую жесткость и снижает вибрацию.

6) Используйте правильный метод работы, постарайтесь, чтобы инструмент не выдерживал или выдерживал внезапную нагрузку как можно меньше.

Износ инструмента

Причины износа можно разделить на:

1) Абразивный износ

В обрабатываемом материале часто присутствуют мельчайшие частицы с чрезвычайно высокой твердостью, которые могут оставлять канавки на поверхности инструмента, что является абразивным износом. Абразивный износ присутствует со всех сторон, и передняя поверхность наиболее заметна. Более того, конопляный износ может происходить при различных скоростях резания, но при низкоскоростной резке из-за более низкой температуры резания износ, вызванный другими причинами, не очевиден, поэтому основной причиной является абразивный износ. Кроме того, чем ниже твердость инструмента, тем серьезнее абразивный износ.

2) Износ при холодной сварке

При резке возникает большое давление и сильное трение между заготовкой, резанием и передней и задней гранями, поэтому происходит холодная сварка. Из-за относительного движения между парами трения при холодной сварке образуются трещины, которые отрываются с одной стороны, что приводит к износу при холодной сварке. Износ при холодной сварке, как правило, более серьезен при умеренных скоростях резания. По опыту хрупкие металлы прочнее пластичных по сопротивлению сварке в холодном состоянии; многофазные металлы меньше, чем однонаправленные; соединения металлов имеют меньшую склонность к холодной сварке, чем простые вещества; а элементы группы В в периодической таблице химических элементов имеют меньшую склонность к холодной сварке с железом. Холодная сварка быстрорежущей стали и твердого сплава более опасна при низкоскоростной резке.

3) Диффузный износ

В процессе резания при высокой температуре и контакте между заготовкой и инструментом химические элементы двух сторон диффундируют друг к другу в твердом состоянии, изменяя состав и структуру инструмента, делая поверхность инструмента хрупкой, и увеличивает износ инструмента. Явление диффузии всегда поддерживает непрерывную диффузию объектов с большим градиентом глубины к объектам с низким градиентом глубины.

4) Окислительный износ

Когда температура повышается, поверхность инструмента окисляется с образованием более мягких оксидов, а износ, образующийся при трении стружки, называется окислительным износом. Например, при 700℃~800℃ кислород воздуха будет окисляться кобальтом, карбидом и карбидом титана в цементированном карбиде с образованием более мягкого оксида; при 1000 ℃ PCBN вступает в химическую реакцию с водяным паром.

По форме ношения его можно разделить на:

1) Нанесите урон по лицу

При резке пластиковых материалов на более высоких скоростях части передней поверхности, близкие к силе резания, будут изнашиваться под действием стружки, приобретая вогнутую серповидную форму, поэтому это также называется лункообразным износом. На ранней стадии износа передний угол инструмента увеличивается, что улучшает условия резания и облегчает скручивание и отламывание стружки. Однако при дальнейшем увеличении серповидной полости прочность режущей кромки значительно ослабевает, что в конечном итоге может привести к разрушению и повреждению режущей кромки. Кейс. При резке хрупких материалов или резке пластиковых материалов с более низкой скоростью резания и меньшей толщиной резания лункообразный износ, как правило, не возникает.

2) Износ наконечника инструмента

Износ вершины инструмента представляет собой износ боковой поверхности дуги вершины и прилегающей вторичной боковой поверхности и является продолжением износа боковой поверхности инструмента. Из-за плохих условий отвода тепла и концентрации напряжения скорость износа выше, чем на задней поверхности. Иногда на вторичной боковой поверхности образуется ряд небольших канавок с расстоянием, равным подаче, что называется канавочным износом. В основном они вызваны закаленным слоем и линиями реза на обработанной поверхности. При резании труднообрабатываемых материалов с высокой тенденцией к наклепу чаще всего возникает износ канавок. Износ наконечника инструмента оказывает наибольшее влияние на шероховатость поверхности и точность обработки заготовки.

3) Износ по бокам

При резке пластиковых материалов с большой толщиной резания задняя поверхность инструмента может не контактировать с заготовкой из-за наличия нароста на кромке. Кроме того, обычно задняя поверхность соприкасается с заготовкой, и на задней поверхности образуется зона износа с углом зазора 0. Как правило, в середине рабочей длины режущей кромки износ по задней поверхности является относительно равномерным, поэтому степень износа по задней поверхности можно измерить по ширине VB зоны износа по задней поверхности режущей кромки. Поскольку различные типы инструментов почти все имеют износ по задней поверхности при различных условиях резания, особенно при резании хрупких материалов или резке пластиковых материалов с меньшей толщиной резания, износ инструмента в основном является износом по задней поверхности, а зона износа Измерение ширины VB относительно простой, поэтому VB обычно используется для обозначения степени износа инструмента. Чем больше VB, тем больше будет сила резания и вибрация резания, а также повлияет износ дуги вершины инструмента, что повлияет на точность обработки и качество обработанной поверхности.

Выкрашивание инструмента

Причины и Решения Выкрашивание инструмента

1) Марки и характеристики лезвия выбраны неправильно, например, толщина лезвия слишком тонкая или для черновой обработки выбраны слишком твердые и хрупкие марки.

Решения:увеличьте толщину лезвия или установите его вертикально и выберите сплав с более высокой прочностью на изгиб и ударной вязкостью.

2) Неправильный выбор параметров геометрии инструмента (например, слишком большие передний и задний углы и т. д.).

Решения. Инструмент может быть изменен с учетом следующих аспектов.

① Уменьшите передний и задний углы соответствующим образом.

② Используйте больший отрицательный угол наклона отвала.

③ Уменьшите угол в плане.

④ Используйте большую отрицательную фаску или дугу режущей кромки.

⑤ Заточите переходную режущую кромку, чтобы улучшить кончик инструмента.

3) Неправильный процесс сварки лезвия, что приводит к чрезмерному сварочному напряжению или сварочным трещинам.

Решения:

①Избегайте использования конструкции слота для блейд-сервера с закрытыми с трех сторон.

② Правильно выберите припой.

③Избегайте использования ацетиленового пламени для нагрева сварки и сохраняйте тепло после сварки, чтобы устранить внутреннее напряжение.

④ Максимально используйте механическую зажимную конструкцию.

4) Неправильный метод заточки вызовет напряжение при шлифовке и появление трещин при шлифовании; после заточки фрезы из ПКНБ вибрация зубьев слишком велика, что приводит к перегрузке отдельных зубьев и к ударам ножа.

Решения:

①Используйте прерывистое шлифование или шлифование алмазным кругом.

②Выберите более мягкий шлифовальный круг и часто правьте его, чтобы шлифовальный круг оставался острым.

③Обратите внимание на качество заточки и строго контролируйте вибрацию зубьев фрезы.

5) Выбор количества резки необоснован. Если количество будет слишком большим, в машине станет душно; при прерывистой резке скорость резания слишком высока, скорость подачи слишком велика, кромка заготовки неровная, глубина резания слишком мала; резка стали с высоким содержанием марганца Для материалов с высокой тенденцией к деформационному упрочнению скорость подачи слишком мала и т. д.

Контрмера:повторно выберите количество обрезки.

6) Конструктивные причины, такие как неровная нижняя поверхность паза механического зажимного инструмента или чрезмерно выдвинутое лезвие.

Решения:

① Обрежьте нижнюю поверхность паза ножа.

② Правильно расположите форсунку для смазочно-охлаждающей жидкости.

③Закаленный хвостовик добавляет прокладку из твердого сплава под лезвие.

7) Чрезмерный износ инструмента.

Решения:Своевременно меняйте инструмент или режущую кромку.

8) Недостаточный поток смазочно-охлаждающей жидкости или неправильный метод заполнения, из-за чего лезвие нагревается и трескается.

Решения:

① Увеличьте подачу смазочно-охлаждающей жидкости.

② Разумно расположите форсунку смазочно-охлаждающей жидкости.

③ Используйте эффективные методы охлаждения, такие как распыление, чтобы улучшить охлаждающий эффект.

④ Используйте * cut, чтобы уменьшить воздействие на лезвие.

9) Инструмент установлен неправильно, например:режущий инструмент установлен слишком высоко или слишком низко; торцевая фреза использует асимметричное попутное фрезерование и т. д.

Контрмера:переустановите инструмент.

10) Жесткость технологической системы слишком низкая, что приводит к чрезмерной вибрации при резке.

Решения:

① Увеличьте вспомогательную опору заготовки, чтобы улучшить жесткость зажима заготовки.

② Уменьшите длину вылета инструмента.

③ Соответствующим образом уменьшите задний угол инструмента.

④ Используйте другие средства защиты от вибрации.

11) Неосторожная работа, например:когда инструмент врезается в середину заготовки, действие слишком сильное; инструмент не отведен назад и немедленно останавливается.

Контрмера:обратите внимание на метод работы.