Hogyan lehet alapvetően megoldani a szerszám sérülését, kopását és pengetörését
1, A szerszám sérülésének megnyilvánulása
1) Élvonalbeli mikro összeomlás
Ha a munkadarab anyagszerkezete, keménysége és széle egyenetlen, az elülső szög túl nagy, ami alacsony forgácsolóél-szilárdságot, a folyamatrendszer elégtelen merevségét, vibrációt vagy szakaszos vágást, valamint rossz csiszolási minőséget eredményez, a vágóél hajlamos a mikro összeesésre, vagyis a peremterületen kis zuhanásra, bevágásra vagy hámlásra. Miután ez a helyzet bekövetkezik, a szerszám elveszíti a vágási képességét, de továbbra is működhet. A további vágás során a vágóél területének sérült része gyorsan kitágulhat, ami nagyobb károsodáshoz vezethet.
2) Vágóél vagy hegy törés
Az ilyen típusú sérülések gyakran olyan vágási körülmények között fordulnak elő, amelyek súlyosabbak, mint a vágóélen a mikroforgácsolás vagy a mikroforgácsolás továbbfejlesztése. A törés mérete és hatótávolsága nagyobb, mint a mikrotöréseké, így a szerszám teljesen elveszíti vágóképességét, és be kell fejeznie a munkát. Azt a helyzetet, amikor a penge hegye eltörik, gyakran a hegyről való leesésnek nevezik.
3) Penge vagy szerszám törés
Ha a vágási körülmények rendkívül zordak, a vágási mennyiség túl nagy, ütési terhelés lép fel, és mikrorepedések vannak a pengében vagy a szerszám anyagában. A hegesztés és köszörülés okozta maradék feszültség a pengében, valamint a gondatlan kezelés a kés vagy a szerszám eltörését okozhatja. Miután ez a fajta sérülés bekövetkezik, a szerszám nem használható tovább, ezért selejtezésre kerül.
4) Pengefelület hámlása
A nagy ridegségű anyagok, mint például a magas TiC-tartalmú keményötvözetek, kerámiák, PCBN stb., a felületi szerkezet hibái vagy lehetséges repedései, vagy a felületben a hegesztés és csiszolás következtében fellépő maradékfeszültség miatt, a felület leválása hajlamos a akkor fordulhat elő, ha a vágási folyamat nem elég stabil, vagy a szerszám felülete váltakozó érintkezési feszültségnek van kitéve. Az elülső penge felületén hámlás, míg a hátsó pengefelületen a penge előfordulhat. A hámozó anyag pelyhek formájában van, nagy hámozási területtel. A bevonatos vágószerszámokról nagy a leválás lehetősége. A penge enyhe hámlása után továbbra is működhet, de erős hámlás után elveszíti vágási képességét.
5) Vágó alkatrészek képlékeny alakváltozása
Alacsony szilárdságuk és keménységük miatt a szerszámacél és a gyorsacél képlékeny deformációt szenvedhet a vágási területükön. Amikor a keményötvözetek magas hőmérsékleten és háromtengelyű nyomófeszültség alatt dolgoznak, felületi képlékeny áramlás is előfordulhat, és akár a vágóél vagy a szerszámcsúcs képlékeny deformációját is okozhatja, ami összeomlást eredményez. Az összeomlás általában nagy mennyiségű anyag vágásakor és kemény anyagok feldolgozásakor következik be. A TiC alapú keményötvözet rugalmassági modulusa kisebb, mint a WC alapú keményötvözeté, így az előbbinek felgyorsult az ellenállása a képlékeny alakváltozásokkal vagy a gyors tönkremenetelekkel szemben. A PCD és a PCBN általában nem mutat képlékeny deformációt.
6) A pengék forró repedése
Ha a vágószerszámot váltakozó mechanikai és termikus terhelésnek teszik ki, a vágórész felülete elkerülhetetlenül váltakozó hőterhelést szenved az ismételt hőtágulás és összehúzódás következtében, ami a penge kifáradásához és repedéséhez vezet. Például, ha keményötvözet marószerszámot használnak nagy sebességű maráshoz, a marófogak állandóan időszakos ütéseknek és váltakozó termikus igénybevételeknek vannak kitéve, ami fésű alakú repedéseket eredményez az elülső vágófelületen. Előfordulhat, hogy egyes forgácsolószerszámok nem rendelkeznek nyilvánvaló váltakozó terhelésekkel és feszültségekkel, de a felület és a belső rétegek inkonzisztens hőmérséklete miatt termikus igénybevétel is előfordul. Ezenkívül elkerülhetetlenül vannak hibák a vágószerszám anyagában, így a penge is repedéseket okozhat. A repedések kialakulása után a szerszám néha egy ideig tovább működik, néha pedig a repedések gyorsan kitágulnak, aminek következtében a penge eltörik vagy a vágófelület erősen leválik.
2, Szerszámkopás
1. A kopás okai szerint a következőkre osztható:
1) Csiszoló kopás
A megmunkált anyagban gyakran előfordulnak rendkívül nagy keménységű apró részecskék, amelyek megkarcolhatják a szerszám felületén lévő barázdákat, ezt nevezik abrazív csiszolási sérülésnek. Csiszoló kopás minden felületen előfordul, az elülső penge felülete a legkifejezettebb. Sőt, a kender anyagkopása különböző forgácsolási sebességeknél előfordulhat, de kis sebességű vágásnál az alacsonyabb forgácsolási hőmérséklet miatt az egyéb okok okozta kopás nem jelentős, ezért a kopásos kopás a fő ok. Minél kisebb a vágószerszám keménysége, annál súlyosabb a koptató sérülés.
2) Hideghegesztési kopás
Vágás közben jelentős nyomás és erős súrlódás lép fel a munkadarab, a vágás, valamint az első és hátsó vágófelületek között, ami hideghegesztést eredményez. A súrlódó párok közötti relatív mozgás miatt a hideghegesztés szakadást okoz, és az egyik oldalon elszáll, ami hideghegesztési kopást eredményez. A hideghegesztési kopás általában súlyosabb mérsékelt vágási sebességnél. A kísérletek szerint a rideg fémek erősebben ellenállnak a hideghegesztésnek, mint a műanyag fémek; A többfázisú fémek kisebbek, mint az egyirányú fémek; A fémvegyületek kevésbé hajlamosak a hideghegesztésre, mint az elemi anyagok; A kémiai elemek periódusos rendszerében a B-csoportú elemek vassal való hideghegesztési tendenciája kicsi. A hideghegesztés súlyosabb gyorsacél és keményötvözet alacsony fordulatszámú vágása során.
3) Diffúziós kopás
A magas hőmérsékleten végzett forgácsolási folyamat és a munkadarab és a szerszám közötti érintkezés során a két oldalon lévő kémiai elemek szilárd állapotban diffundálnak egymással, megváltoztatva a szerszám összetételét és szerkezetét, törékennyé és súlyosbodva a szerszám felületét. szerszámkopás. A diffúziós jelenség mindig fenntartja, hogy a nagy mélységű gradiensekkel rendelkező objektumok továbbra is diffundálnak az alacsony mélységű gradiensekkel rendelkező objektumok felé. Például a keményötvözetekben lévő kobalt 800 fokban gyorsan forgácsokká és munkadarabokká diffundál, míg a WC volfrámra és szénre bomlik, és acélba diffundál; Amikor PCD vágószerszámokat használnak acél és vas anyagok vágására, amikor a forgácsolási hőmérséklet 800 fok felett van, a PCD-ben lévő szénatomok nagy diffúziós szilárdsággal kerülnek át a munkadarab felületére új ötvözetek képződéséhez, és a szerszám felülete grafitizált. A kobalt és a volfrám erősebben diffundál, míg a titán, a tantál és a nióbium erősebb diffúziógátló képességgel rendelkezik. Ezért az YT típusú keményötvözetek jó kopásállósággal rendelkeznek. Kerámia és PCBN vágásakor a diffúziós kopás nem jelentős 1000 fokos -1300 fokos hőmérsékleten. Ugyanazon anyag miatt a munkadarabok, forgácsok és vágószerszámok vágás közben termoelektromos potenciált generálnak az érintkezési területen, ami elősegíti a diffúziót és felgyorsítja a szerszám kopását. Az ilyen típusú diffúziós kopást a termoelektromos potenciál hatására "termoelektromos kopásnak" nevezik.
4) Oxidatív kopás
Amikor a hőmérséklet emelkedik, a szerszám felülete oxidálódik, és lágyabb oxidok keletkeznek, amelyeket a forgácsok súrolnak, és kopást, úgynevezett oxidációs kopást képeznek. Például a 700 és 800 fok közötti hőmérséklet-tartományban a gázban lévő oxigén reakcióba lép a keményötvözetekben lévő kobalttal, karbidokkal, titán-karbiddal stb., lágyabb oxidokat képezve; A PCBN 1000 fokos vízgőzzel kémiai reakción megy keresztül.
2. A kopás formája szerint a következőkre osztható:
1) Az elülső penge felületének sérülése
A műanyagok nagy sebességű vágásakor az elülső vágóélen a forgácsolóerő közelében lévő terület a forgácsok hatására félholdgödörré kopik, amit félholdgödör-kopásnak is neveznek. A kopás korai szakaszában megnő a szerszám dőlésszöge, ami javítja a vágási feltételeket, és elősegíti a forgácsok felkunkorodását és törését. Ha azonban a félhold mélyedése tovább növekszik, a vágóél szilárdsága nagymértékben gyengül, ami végső soron a vágóél eltörését és károsodását okozhatja. Törékeny anyagok vagy kisebb vágási sebességű és vékonyabb vágási vastagságú műanyagok vágásakor általában nincs félholdgödör kopás.
2) A késhegy kopása
A szerszámcsúcs kopása a szerszámcsúcs ívének hátoldalának és a szomszédos másodlagos hátlapnak a kopására vonatkozik, amely a szerszám hátsó felületének kopásának folytatása. A rossz hőelvezetési viszonyok és az itteni feszültségkoncentráció miatt a kopás gyorsabb, mint a hátsó vágófelületé. Néha a másodlagos hátsó vágófelületen kis hornyok sorozata képződik, amelyek távolsága megegyezik az előtolási sebességgel, ezt horonykopásnak nevezik. Ezeket főként a megkeményedett réteg és a megmunkált felület vágási mintái okozzák. Nehezen vágható, nagy keményedésre hajlamos anyagok vágásakor ez a legnagyobb valószínűséggel hornykopást okoz. A munkadarab felületi érdességére és megmunkálási pontosságára a szerszámcsúcs kopása van a legnagyobb hatással.
3) A hátsó penge kopása
Nagy vágási vastagságú műanyagok vágásakor a forgácslerakódások miatt előfordulhat, hogy a szerszám hátsó felülete nem érintkezik a munkadarabbal. Ezenkívül a hátsó vágófelület általában érintkezik a munkadarabbal, és a hátsó vágófelületen 0 hátszögű kopószalagot képez. Általában a vágóél munkahosszának közepén a hátsó felület kopása viszonylag egyenletes, így a hátlap kopásának mértéke a VB kopószalag szélességével mérhető a vágóél hátoldalán. élvonal ezen a szakaszon. Tekintettel arra, hogy a különféle forgácsolószerszámok különböző forgácsolási körülmények között szinte mindig a hátoldali kopást tapasztalják, különösen rideg anyagok vagy kisebb vágásvastagságú műanyagok vágásakor, a szerszám kopása elsősorban a hátlap kopása. Ezenkívül a VB kopószalag szélességének mérése viszonylag egyszerű, ezért a VB-t általában a szerszámkopás mértékének ábrázolására használják. Minél nagyobb a VB, nemcsak a forgácsolóerőt növeli és vágási vibrációt okoz, hanem a szerszámcsúcs ívének kopását is befolyásolja, ezáltal befolyásolja a megmunkálási pontosságot és a felület minőségét.
3 Módszerek a szerszámok károsodásának megelőzésére
1) A szerszámanyagok típusait és minőségeit ésszerűen válassza ki a feldolgozott anyagok és alkatrészek jellemzői alapján. Egy bizonyos fokú keménység és kopásállóság feltételezése esetén biztosítani kell, hogy a szerszám anyaga a szükséges szívóssággal rendelkezzen;
2) Ésszerűen válassza ki a vágószerszám geometriai paramétereit. Az első és hátsó szögek, a fő- és kiegészítő eltérési szögek, a penge dőlésszögeinek és egyéb szögeinek beállításával;
Győződjön meg arról, hogy a vágóél és a hegy jó szilárdságúak. A negatív letörések csiszolása a vágóélen hatékony intézkedés a szerszám törésének megelőzésére;
3) Biztosítsa a hegesztés és köszörülés minőségét, és kerülje el a rossz hegesztés és köszörülés által okozott különféle hibákat. A kulcsfontosságú folyamatokban használt vágószerszámokat a felület minőségének javítása érdekében köszörülni kell, és ellenőrizni kell, hogy nem repednek-e;
4) Ésszerűen válassza ki a vágási mennyiséget, hogy elkerülje a túlzott vágási erőt és a magas vágási hőmérsékletet, hogy elkerülje a szerszám sérülését;
5) Gondoskodjon arról, hogy a folyamatrendszer a lehető legnagyobb mértékben merev legyen, és csökkentse a vibrációt;
6) Válassza ki a megfelelő működési módot, és próbálja meg minimalizálni a szerszám azon képességét, hogy ellenálljon a terhelés hirtelen változásainak.
3, A szerszámtörés okai és ellenintézkedései
1) A penge minőségének és specifikációinak nem megfelelő megválasztása, például túl vékony fűrészlapvastagság vagy túl kemény vagy túl törékeny minőség kiválasztása durva megmunkálás során.
Ellenintézkedés: Növelje a penge vastagságát, vagy szerelje fel függőlegesen a pengét, és válasszon egy nagyobb hajlítószilárdságú és szívósabb márkát.
2) A szerszám geometriai paramétereinek nem megfelelő kiválasztása (például nagy első és hátsó szögek stb.)
Ellenintézkedés: A következő szempontokat lehet figyelembe venni a vágószerszámok újratervezéséhez.
① Csökkentse megfelelően az első és a hátsó sarkokat.
② Használjon nagyobb negatív penge dőlésszöget.
③ Csökkentse a fő kihajlási szöget.
④ Használjon nagyobb negatív letöréseket vagy pengeíveket.
⑤ Az átmeneti vágóél csiszolása a szerszám hegyének javítása érdekében.
3) A penge hegesztési folyamata nem megfelelő, túlzott hegesztési feszültséget vagy hegesztési repedéseket okoz.
Ellenintézkedések:
① Kerülje a háromoldalas zárt pengehornyos szerkezet használatát.
② A forrasztás megfelelő kiválasztása.
③ Kerülje az oxi-acetilén láng használatát a hegesztés melegítéséhez, és a hegesztés után tartsa fenn a szigetelést a belső feszültség kiküszöbölése érdekében.
④ Lehetőleg lehetőleg mechanikus szorítószerkezeteket használjon
4) A nem megfelelő pengeköszörülési módszer köszörülési feszültséget és repedéseket okoz; A PCBN marófogak köszörülés utáni túlzott rezgése túlzott terhelést okozhat az egyes fogakon, és a szerszám töréséhez is vezethet.
Ellenintézkedések:
① A köszörüléshez szakaszos csiszolót vagy gyémánt csiszolókorongot használjon.
② Válasszon lágyabb csiszolókorongot, és rendszeresen vágja le, hogy a korong éles maradjon.
③ Ügyeljen a penge köszörülésének minőségére, és szigorúan ellenőrizze a marófogak rezgését.
5) A vágási mennyiség kiválasztása ésszerűtlen. Ha a mennyiség túl nagy, a szerszámgép elakadhat; Szakaszos vágáskor a vágási sebesség túl nagy, az előtolás túl nagy, és a vágási mélység túl kicsi, ha a nyersdarab ráhagyása egyenetlen; Olyan anyagok vágásakor, amelyek hajlamosak a keményedésre, mint például a magas mangántartalmú acél, az előtolás túl kicsi.
Ellenintézkedés: Válasszon új vágási mennyiséget.
6) Szerkezeti okok, mint például a horony alsó felületének egyenetlensége vagy a penge túlzott megnyúlása a mechanikus szorítószerszámokban.
Ellenintézkedések:
① Vágja le a késhorony alsó felületét.
② Ésszerűen rendezze el a vágófolyadék fúvókák helyzetét.
③ Tegyen egy keményötvözet tömítést a penge alá az edzett szerszámtartóhoz.
7) Túlzott szerszámkopás.
Ellenintézkedés: Cserélje ki időben a szerszámot vagy a vágóélt.
8) A vágófolyadék elégtelen áramlása vagy a helytelen töltési mód a fűrészlap hirtelen felmelegedését és megrepedését okozhatja.
Ellenintézkedések:
① Növelje a vágófolyadék áramlási sebességét.
② Ésszerűen rendezze el a vágófolyadék fúvókák helyzetét.
③ Használjon hatékony hűtési módszereket, például permetező hűtést, hogy javítsa a hűtési hatást.
④ Használja a * vágást, hogy csökkentse a pengét érő ütést.
9) A vágószerszámok helytelen beszerelése, például túl magasra vagy túl alacsonyra szerelt vágószerszámok; A végfelület maró aszimmetrikus előre marást és más módszereket alkalmaz.
Ellenintézkedés: Szerelje vissza a vágószerszámokat.
10) A folyamatrendszer merevsége túl gyenge, ami túlzott vágási vibrációt okoz.
Ellenintézkedések:
① Növelje a munkadarab segédtámasztékát és javítsa a munkadarab befogásának merevségét.
② Csökkentse a szerszám túlnyúlási hosszát.
③ Csökkentse megfelelően a szerszám hátsó szögét.
④ Végezzen egyéb rezgéscsökkentő intézkedéseket.
11) Véletlen működés, például túlzott erőhatás, amikor a szerszám átvágja a munkadarab közepét; A kés visszahúzása előtt állítsa meg a járművet.
Ellenintézkedés: Ügyeljen a működési módszerekre.
4, törmelékdaganat felhalmozódása
1) A képződés oka
A forgácsolóél közelében lévő részen, a szerszámforgács érintkezési területén belül a nagy lefelé irányuló nyomás miatt a forgácsok alatta lévő fém beágyazódik az elülső vágófelület mikroegyenetlen csúcsaiba és völgyeibe, valódi fém-fém érintkezést képezve. rések nélkül, és kötési jelenséget produkál. A szerszámforgács érintkezési területének ezt a részét ragasztási területnek nevezzük. A kötési zónában a forgács alsó rétegénél az elülső vágási felületen vékony fémréteg halmozódik fel, és a forgács ezen részének fémanyaga megfelelő forgácsolási hőmérsékleten súlyos deformáción és megerősödésen megy keresztül. Ahogy a forgács tovább áramlik, az ezt követő vágási áramlás nyomóereje alatt ez a pangó anyagréteg a forgács felső rétegéhez képest elcsúszik és távozik, a forgácsfelhalmozódó csomó alapja lesz. Ezt követően egy második réteg hiszterézis vágóanyag kerül a tetejére, amely folyamatosan felhalmozódik és forgácscsomókat képez.
2) A vágási feldolgozás jellemzői és hatása
① A keménység 1.5-2.0-szer nagyobb, mint a munkadarab anyagának, és helyettesítheti az elülső vágófelületet a vágás során. Feladata a vágóél védelme és az elülső vágófelület kopásának csökkentése. Amikor azonban a törmelék lehullik, átfolyik a szerszám és a munkadarab érintkezési felületén, és kopást okoz a szerszám hátsó vágófelületén.
② A forgácslerakódások kialakulása után a szerszám munkaszöge jelentősen megnő, ami pozitív szerepet játszik a forgács deformációjának és a forgácsoló erő csökkentésében.
③ A vágóélen túlnyúló forgácsok felhalmozódása miatt megnő a tényleges vágási mélység, ami befolyásolja a munkadarab méretpontosságát.
④ A törmelék felhalmozódása "szántást" okozhat a munkadarab felületén, ami befolyásolja a munkadarab felületi érdességét. A felgyülemlett törmelék töredékei megtapadhatnak vagy beágyazódhatnak a munkadarab felületébe, kemény foltokat okozva és befolyásolva a megmunkálás minőségét. a munkadarab felülete.
A fenti elemzésből látható, hogy a forgácsfelhalmozódás nem kedvez a forgácsolásnak, különösen a precíziós megmunkálásnak.
3) Ellenőrző intézkedések
A forgácslerakódások kialakulásának megelőzése érdekében a következő intézkedésekkel megakadályozható a forgácshordozó anyaga és az elülső vágófelület közötti tapadás vagy deformációs erősödés.
① Csökkentse az elülső fűrészlap felületének egyenetlenségét.
② Növelje meg a szerszám elülső szögét.
③ Csökkentse a vágási vastagságot.
④ Használjon alacsony vagy nagy sebességű vágást, hogy elkerülje a forgácsképződésre hajlamos vágási sebességet.
⑤ Megfelelően hőkezelje a munkadarab anyagát a keménység növelése és a plaszticitás csökkentése érdekében.
⑥ Használjon jó tapadásgátló tulajdonságú vágófolyadékokat (például ként és klórt tartalmazó extrém nyomású vágófolyadékokat).
