Kako temeljito rešiti poškodbe orodja, obrabo in zlom rezila

1, Manifestacija poškodbe orodja
1) Vrhunski mikro kolaps
Ko so struktura materiala, trdota in rob obdelovanca neenakomerni, je prednji kot prevelik, kar povzroči nizko trdnost rezalnega roba, nezadostno togost procesnega sistema, ki povzroča vibracije ali prekinjeno rezanje, in slabo kakovost brušenja, rezalni rob je nagnjen k mikro kolapsu, to je majhnemu kolapsu, zarezi ali luščenju na robnem območju. Ko pride do te situacije, bo orodje izgubilo del rezalne sposobnosti, vendar lahko še vedno deluje. Med nadaljnjim rezanjem se lahko poškodovani del rezalnega roba hitro razširi, kar vodi do večje poškodbe.
2) Zlom rezila ali konice
Ta vrsta poškodb se pogosto pojavi pri rezalnih pogojih, ki so hujši od povzročanja mikroodkruškov na rezalnem robu ali nadaljnjega razvoja mikroodkruškov. Velikost in razpon zloma sta večja kot pri mikro zlomih, zaradi česar orodje popolnoma izgubi svojo rezalno sposobnost in mora prekiniti delo. Situacija, ko se konica rezila zlomi, se pogosto imenuje odpadanje konice.
3) Zlom rezila ali orodja
Ko so pogoji rezanja izredno težki, je količina rezanja prevelika, pride do udarne obremenitve in na rezilu ali materialu orodja so mikro razpoke. Zaradi preostale napetosti v rezilu, ki jo povzroči varjenje in brušenje, lahko skupaj z neprevidnim delovanjem povzroči zlom rezila ali orodja. Po pojavu te oblike poškodbe orodja ni mogoče več uporabljati in se zato zavrže.
4) Luščenje površine rezila
Pri materialih z visoko krhkostjo, kot so trde zlitine z visoko vsebnostjo TiC, keramika, PCBN itd., zaradi napak ali morebitnih razpok v površinski strukturi ali preostale napetosti na površini zaradi varjenja in brušenja je površinsko luščenje nagnjeno k se pojavijo, ko postopek rezanja ni dovolj stabilen ali pa je površina orodja izpostavljena izmenični kontaktni obremenitvi. Na sprednji površini rezila se lahko pojavi luščenje, medtem ko se rezilo lahko pojavi na zadnji površini rezila. Piling material je v obliki kosmičev, z veliko površino luščenja. Obstaja velika možnost luščenja prevlečenih rezalnih orodij. Po rahlem luščenju rezila lahko še vedno deluje, vendar po močnem lupljenju izgubi sposobnost rezanja.
5) Plastična deformacija rezalnih delov
Zaradi nizke trdnosti in trdote je lahko orodno jeklo in hitrorezno jeklo podvrženo plastičnim deformacijam na območju rezanja. Ko trde zlitine delujejo pod visoko temperaturo in triosno tlačno napetostjo, lahko pride tudi do površinskega plastičnega toka in celo povzroči plastično deformacijo rezalnega roba ali konice orodja, kar povzroči kolaps. Zrušitev običajno nastane pri rezanju velikih količin materiala in obdelavi trdih materialov. Modul elastičnosti trde zlitine na osnovi TiC je manjši kot modul trde zlitine na osnovi WC, zato ima prva pospešeno odpornost na plastično deformacijo ali hitro odpoved. PCD in PCBN na splošno ne kažeta plastične deformacije.
6) Vroče pokanje rezil
Ko je rezalno orodje izpostavljeno izmeničnim mehanskim in toplotnim obremenitvam, površina rezalnega dela neizogibno doživi izmenično toplotno obremenitev zaradi ponavljajočega se toplotnega raztezanja in krčenja, kar vodi do utrujenosti in pokanja rezila. Na primer, ko se rezkalo iz trde zlitine uporablja za visokohitrostno rezkanje, so rezalni zobje nenehno izpostavljeni periodičnim udarcem in izmeničnim toplotnim obremenitvam, kar povzroči razpoke v obliki glavnika na sprednji rezalni površini. Nekatera rezalna orodja morda nimajo očitnih izmeničnih obremenitev in napetosti, vendar se bo zaradi neskladne temperature površinskih in notranjih plasti pojavila tudi toplotna obremenitev. Poleg tega so neizogibne napake v materialu rezalnega orodja, zato lahko rezilo povzroči tudi razpoke. Po nastanku razpok lahko orodje včasih še nekaj časa deluje, včasih pa se razpoke hitro razširijo, zaradi česar se rezilo zlomi ali se rezalna površina močno odlušči.
2, obraba orodja
1. Glede na razloge za obrabo ga lahko razdelimo na:
1) Abrazivna obraba
V obdelanem materialu so pogosto drobni delci z izjemno visoko trdoto, ki lahko opraskajo utore na površini orodja, kar imenujemo poškodbe zaradi abrazivnega brušenja. Abrazivna obraba je prisotna na vseh površinah, pri čemer je sprednja površina rezila najbolj izrazita. Poleg tega lahko pride do obrabe konopljinega materiala pri različnih rezalnih hitrostih, vendar pri rezanju z nizko hitrostjo zaradi nižje rezalne temperature obraba zaradi drugih razlogov ni pomembna, zato je abrazivna obraba glavni vzrok. Nižja ko je trdota rezalnega orodja, hujša je poškodba z abrazivom.
2) Obraba zaradi hladnega varjenja
Med rezanjem pride do znatnega pritiska in močnega trenja med obdelovancem, rezom ter sprednjo in zadnjo rezalno površino, kar povzroči hladno varjenje. Zaradi relativnega gibanja med tornimi pari bo hladno varjenje povzročilo pretrganje in odneslo eno stran, kar bo povzročilo obrabo hladnega varjenja. Obraba pri hladnem varjenju je na splošno hujša pri zmernih rezalnih hitrostih. Glede na poskuse imajo krhke kovine močnejšo odpornost na hladno varjenje kot plastične kovine; Večfazne kovine so manjše od enosmernih kovin; Kovinske spojine imajo manjšo nagnjenost k hladnemu varjenju v primerjavi z elementarnimi materiali; Nagnjenost elementov skupine B k hladnemu varjenju z železom v periodnem sistemu kemijskih elementov je majhna. Hladno varjenje je hujše pri nizkem rezanju hitroreznega jekla in trdih zlitin.
3) Difuzijska obraba
Med postopkom rezanja pri visokih temperaturah in stiku med obdelovancem in orodjem kemični elementi na obeh straneh difundirajo med seboj v trdnem stanju, spremenijo sestavo in strukturo orodja, naredijo površino orodja krhko in poslabšajo obraba orodja. Pojav difuzije vedno trdi, da objekti z velikimi globinskimi gradienti še naprej difundirajo proti objektom z nizkimi globinskimi gradienti. Na primer, kobalt v trdih zlitinah hitro difundira v odrezke in obdelovance pri 800 stopinjah, medtem ko WC razpade na volfram in ogljik ter difundira v jeklo; Ko se rezalna orodja PCD uporabljajo za rezanje materialov iz jekla in železa, ko je temperatura rezanja nad 800 stopinj, se ogljikovi atomi v PCD prenesejo na površino obdelovanca z veliko difuzijsko močjo, da tvorijo nove zlitine, površina orodja pa bo grafitizirano. Kobalt in volfram močneje difuzirata, medtem ko imajo titan, tantal in niobij močnejše protidifuzijske sposobnosti. Zato imajo trde zlitine tipa YT dobro odpornost proti obrabi. Pri rezanju keramike in PCBN difuzijska obraba ni pomembna pri temperaturah do 1000 stopinj -1300 stopinj. Zaradi istega materiala bodo obdelovanci, odrezki in rezalna orodja med rezanjem v kontaktnem območju ustvarjali termoelektrični potencial, ki pospešuje difuzijo in pospešuje obrabo orodja. Ta vrsta difuzijske obrabe pod vplivom termoelektričnega potenciala se imenuje "termoelektrična obraba".
4) Oksidativna obraba
Ko se temperatura dvigne, površina orodja oksidira in proizvede mehkejše okside, ki jih drgnejo odrezki in povzročijo obrabo, imenovano oksidacijska obraba. Na primer, v temperaturnem območju od 700 do 800 stopinj kisik v plinu reagira s kobaltom, karbidi, titanovim karbidom itd. v trdih zlitinah, da tvori mehkejše okside; PCBN je podvržen kemični reakciji z vodno paro pri 1000 stopinjah.
2. Glede na obliko obrabe ga lahko razdelimo na:
1) Poškodba površine sprednjega rezila
Pri rezanju plastičnih materialov pri visoki hitrosti se bo območje blizu rezalne sile na sprednjem rezalnem robu obrabilo v polmesečne jamice pod delovanjem ostružkov, kar je znano tudi kot polmesečasta obraba. V zgodnji fazi obrabe se nagibni kot orodja poveča, kar izboljša pogoje rezanja in prispeva k zvijanju in lomljenju odrezkov. Ko pa se srpasta vdolbina še poveča, je trdnost rezalnega roba močno oslabljena, kar lahko na koncu povzroči, da se rezalni rob zlomi in poškoduje. Pri rezanju krhkih materialov ali plastičnih materialov z nižjimi rezalnimi hitrostmi in tanjšimi debelinami rezanja na splošno ni obrabe v obliki polmeseca.
2) Obraba konice noža
Obraba konice orodja se nanaša na obrabo zadnje ploskve loka konice orodja in sosednje sekundarne zadnje ploskve, ki je nadaljevanje obrabe zadnje ploskve orodja. Zaradi slabih pogojev za odvajanje toplote in koncentracije napetosti je stopnja obrabe hitrejša kot pri zadnji rezalni površini. Včasih se na sekundarni zadnji rezalni površini oblikuje vrsta majhnih utorov z razmikom, ki je enak pomiku, kar imenujemo obraba utorov. Nastanejo predvsem zaradi utrjene plasti in rezalnih vzorcev na obdelani površini. Pri rezanju težko rezljivih materialov z visoko nagnjenostjo k utrjevanju je najverjetneje, da povzroči obrabo utorov. Obraba konice orodja ima največji vpliv na površinsko hrapavost in natančnost obdelave obdelovanca.
3) Obraba zadnjega rezila
Pri rezanju plastičnih materialov z veliko debelino reza zaradi prisotnosti ostružkov zadnja ploskev orodja morda ne bo v stiku z obdelovancem. Poleg tega zadnja rezalna površina običajno pride v stik z obdelovancem in tvori obrabni trak z zadnjim kotom 0 na zadnji rezalni površini. Na splošno je na sredini delovne dolžine rezalnega roba obraba zadnje ploskve razmeroma enakomerna, tako da se stopnja obrabe zadnje ploskve lahko meri s širino obrabnega traku VB na zadnji ploskvi vrhunsko v tem delu. Ker se pri različnih rezalnih orodjih skoraj vedno pojavi obraba hrbtne strani pri različnih pogojih rezanja, zlasti pri rezanju krhkih materialov ali plastičnih materialov z manjšimi debelinami rezanja, je obraba orodja predvsem obraba zadnje strani. Poleg tega je merjenje širine pasu obrabe VB razmeroma preprosto, zato se VB običajno uporablja za predstavitev stopnje obrabe orodja. Večji kot je VB, ne bo samo povečal rezalne sile in povzročil rezalne vibracije, ampak bo vplival tudi na obrabo loka konice orodja, kar bo vplivalo na natančnost obdelave in kakovost površine.
3 Metode za preprečevanje poškodb orodja
1) Razumno izberite vrste in razrede orodnih materialov glede na značilnosti obdelanih materialov in delov. Ob predpostavki, da ima določeno stopnjo trdote in odpornosti proti obrabi, je treba zagotoviti, da ima material orodja potrebno žilavost;
2) Razumno izberite geometrijske parametre rezalnega orodja. Z nastavitvijo sprednjega in zadnjega kota, glavnega in pomožnega kota odstopanja, kota naklona rezila in drugih kotov;
Prepričajte se, da imata rezalni rob in konica dobro trdnost. Brušenje negativnih posnetkov na rezalnem robu je učinkovit ukrep za preprečevanje zloma orodja;
3) Zagotovite kakovost varjenja in brušenja ter se izogibajte različnim napakam, ki nastanejo zaradi slabega varjenja in brušenja. Rezalna orodja, ki se uporabljajo v ključnih procesih, je treba zbrusiti, da se izboljša kakovost površine, in preveriti glede razpok;
4) Razumno izberite količino rezanja, da se izognete prekomerni rezalni sili in visoki temperaturi rezanja, da preprečite poškodbe orodja;
5) Zagotovite, da ima procesni sistem čim večjo togost in zmanjšajte vibracije;
6) Izberite pravilen način delovanja in poskušajte čim bolj zmanjšati sposobnost orodja, da prenese nenadne spremembe obremenitve.
3, Vzroki in protiukrepi za zlom orodja
1) Neustrezna izbira kakovosti in specifikacij rezila, kot je pretanek rezilo ali izbira razreda, ki je pretrd ali prekrhek med grobo obdelavo.
Protiukrep: Povečajte debelino rezila ali namestite rezilo navpično in izberite znamko z večjo upogibno trdnostjo in žilavostjo.
2) Nepravilna izbira parametrov geometrije orodja (kot so veliki sprednji in zadnji koti itd.)
Protiukrep: Za preoblikovanje rezalnih orodij je mogoče upoštevati naslednje vidike.
① Ustrezno zmanjšajte sprednji in zadnji kot.
② Uporabite večji negativni kot naklona rezila.
③ Zmanjšajte glavni odklonski kot.
④ Uporabite večje negativne robove ali loke rezil.
⑤ Brušenje prehodnega rezalnega roba za izboljšanje konice orodja.
3) Postopek varjenja rezila je nepravilen, kar povzroča čezmerno varilno obremenitev ali varilne razpoke.
Protiukrepi:
① Izogibajte se uporabi tristransko zaprte utorne strukture rezila.
② Pravilna izbira spajke.
③ Izogibajte se uporabi oksiacetilenskih plamenov za segrevanje varjenja in ohranite izolacijo po varjenju, da odpravite notranjo napetost.
④ Poskusite čim bolj uporabljati mehanske vpenjalne strukture
4) Neustrezna metoda brušenja rezila povzroči napetost pri brušenju in razpoke; Prekomerno tresenje zob rezkarja PCBN po brušenju lahko povzroči prekomerno obremenitev posameznih zob in povzroči tudi zlom orodja.
Protiukrepi:
① Za brušenje uporabite intermitentno brušenje ali diamantno brusno kolo.
② Izberite mehkejšo brusno ploščo in jo redno obrezujte, da ostane ostra.
③ Bodite pozorni na kakovost brušenja rezila in strogo nadzorujte vibracije zob rezkalnika.
5) Izbira količine rezanja je nerazumna. Če je količina prevelika, se lahko strojno orodje zatakne; Pri občasnem rezanju je rezalna hitrost previsoka, pomik prevelik in globina reza premajhna, ko je praznina neenakomerna; Pri rezanju materialov z visoko nagnjenostjo k utrjevanju, kot je jeklo z visoko vsebnostjo mangana, je pomik premajhen.
Protiukrep: izberite novo količino rezanja.
6) Strukturni razlogi, kot je neravna spodnja površina utora ali pretirano podaljšanje rezila v mehanskih vpenjalnih orodjih.
Protiukrepi:
① Odrežite spodnjo površino utora noža.
② Razumno uredite položaj šob za rezalno tekočino.
③ Dodajte tesnilo iz trde zlitine pod rezilo za utrjeno držalo orodja.
7) Prekomerna obraba orodja.
Protiukrep: Pravočasno zamenjajte orodje ali rezalni rob.
8) Nezadosten pretok rezalne tekočine ali nepravilna metoda polnjenja lahko povzroči nenadno segrevanje in pokanje rezila.
Protiukrepi:
① Povečajte pretok rezalne tekočine.
② Razumno uredite položaj šob za rezalno tekočino.
③ Za izboljšanje učinka hlajenja uporabite učinkovite metode hlajenja, kot je hlajenje s pršenjem.
④ Uporaba * rezanja za zmanjšanje vpliva na rezilo.
9) Nepravilna namestitev rezalnih orodij, kot so rezalna orodja, nameščena previsoko ali prenizko; Rezkalo za čelno stran uporablja asimetrično rezkanje naprej in druge metode.
Protiukrep: Ponovno namestite rezalna orodja.
10) Togost procesnega sistema je preslaba, kar povzroča čezmerne vibracije pri rezanju.
Protiukrepi:
① Povečajte pomožno podporo obdelovanca in izboljšajte togost vpenjanja obdelovanca.
② Zmanjšajte dolžino previsa orodja.
③ Ustrezno zmanjšajte hrbtni kot orodja.
④ Sprejmite druge ukrepe za zmanjšanje vibracij.
11) Nenamerno delovanje, kot je prekomerna sila, ko orodje prereže sredino obdelovanca; Ustavite vozilo, preden umaknete nož.
Protiukrep: Bodite pozorni na metode delovanja.
4, Kopičenje ostankov tumorja
1) Vzrok nastanka
V delu blizu rezalnega roba, znotraj območja stika z odrezki orodja, je zaradi visokega pritiska navzdol spodnja kovina odrezkov vdelana v mikro neravne vrhove in vdolbine na sprednji rezalni površini, kar tvori pravi stik med kovino brez vrzeli in ustvarjajo pojav lepljenja. Ta del kontaktne površine odrezkov orodja se imenuje območje lepljenja. V coni lepljenja se bo na sprednji rezalni površini na spodnjem sloju odrezkov nabrala tanka plast kovinskega materiala, kovinski material tega dela odrezkov pa je pri ustrezni temperaturi rezanja podvržen močni deformaciji in ojačenju. Ko ostružki še naprej odtekajo ven, bo pod potisno silo poznejšega toka rezanja ta plast stoječega materiala zdrsnila glede na zgornjo plast ostružkov in odšla ter postala temelj grude kopičenja ostružkov. Nato se bo na vrhu oblikovala druga plast histereznega rezalnega materiala, ki se nenehno kopiči in tvori nodule odrezkov.
2) Značilnosti in vpliv na obdelavo z rezanjem
① Trdota je 1.5-2.0-krat večja od trdote materiala obdelovanca in lahko nadomesti sprednjo rezalno površino za rezanje. Ima funkcijo zaščite rezalnega roba in zmanjšanja obrabe sprednje rezalne površine. Ko pa ostanki odpadejo, tečejo skozi kontaktno območje med orodjem in obdelovancem, kar povzroči obrabo zadnje rezalne površine orodja.
② Po nastanku usedlin odrezkov se delovni nagnjeni kot orodja znatno poveča, kar ima pozitivno vlogo pri zmanjševanju deformacije odrezkov in rezalne sile.
③ Zaradi kopičenja ostružkov, ki štrlijo čez rezalni rob, se dejanska globina reza poveča, kar vpliva na dimenzijsko natančnost obdelovanca.
④ Kopičenje odpadkov lahko povzroči "oranje" na površini obdelovanca, kar vpliva na hrapavost površine obdelovanca. Delci nakopičenih odpadkov se lahko primejo ali vgradijo v površino obdelovanca, kar povzroči trde točke in vpliva na kakovost obdelave. površino obdelovanca.
Iz zgornje analize je razvidno, da je kopičenje odrezkov neugodno za rezanje, zlasti za natančno obdelavo.
3) Nadzorni ukrepi
Da bi preprečili nastajanje usedlin ostružkov, je mogoče sprejeti naslednje ukrepe za preprečitev oprijema ali deformacijske okrepitve med materialom podlage ostružkov in sprednjo rezalno površino.
① Zmanjšajte hrapavost sprednje površine rezila.
② Povečajte sprednji kot orodja.
③ Zmanjšajte debelino reza.
④ Uporabljajte rezanje z nizko hitrostjo ali rezanje z visoko hitrostjo, da se izognete hitrostim rezanja, pri katerih se nabirajo odrezki.
⑤ Ustrezno toplotno obdelajte material obdelovanca, da povečate njegovo trdoto in zmanjšate plastičnost.
⑥ Uporabljajte rezalne tekočine z dobrimi lastnostmi proti lepljenju (kot so rezalne tekočine pod ekstremnim pritiskom, ki vsebujejo žveplo in klor).