Para o centro de usinagem, a ferramenta é uma ferramenta consumível, que será danificada, desgastada, lascada e assim por diante durante o processo de usinagem. Esses fenômenos são inevitáveis, mas também existem razões controláveis, como operação não científica e irregular e manutenção inadequada. Somente encontrando a causa raiz podemos resolver melhor o problema.
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Sintomas de quebra de ferramenta
1) Lascamento da aresta de corte
Quando a estrutura, dureza e margem do material da peça de trabalho são desiguais, o ângulo de saída é muito grande, resultando em baixa resistência da aresta de corte, rigidez insuficiente do sistema de processo para gerar vibração ou corte intermitente, baixa qualidade de retificação, a aresta de corte é propensa a lascas, ou seja, pequenas lascas, cortes ou descamação aparecem na área da borda. Quando isso acontecer, a ferramenta perderá parte de sua capacidade de corte, mas continuará funcionando. À medida que o corte continua, a parte danificada da área da borda pode se expandir rapidamente, resultando em danos maiores.
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2) Lascamento da aresta de corte ou ponta
Este tipo de dano geralmente ocorre sob condições de corte mais severas do que o lascamento da aresta de corte, ou é o desenvolvimento posterior do lascamento. O tamanho e o alcance do lascamento são maiores do que o lascamento, de modo que a ferramenta perde completamente sua capacidade de corte e precisa parar de trabalhar. O lascamento da ponta é muitas vezes referido como queda de ponto.
3) A lâmina ou faca está quebrada
Quando as condições de corte são extremamente severas, a quantidade de corte é muito grande, há uma carga de impacto, há microfissuras na lâmina ou no material da ferramenta, há tensão residual na lâmina devido à soldagem e afiação e fatores como operação descuidada pode causar danos à lâmina ou ferramenta. romper. Depois que esse tipo de dano ocorre, a ferramenta não pode continuar a ser usada, de modo que é descartada.
4) A camada superficial da lâmina descasca
Para materiais com alta fragilidade, como ligas duras com alto teor de TiC, cerâmica, PCBN, etc., devido a defeitos ou trincas potenciais na estrutura da superfície, ou tensão residual na superfície devido a soldagem e afiação, durante o processo de corte. é fácil descascar a camada superficial quando ela não é estável o suficiente ou a superfície da ferramenta está sujeita a tensão de contato alternada. A descamação pode ocorrer na face de corte e a faca pode ocorrer na face lateral. O peeling é em forma de flocos e a área de peeling é relativamente grande. Ferramentas revestidas são mais propensas a descamar. Depois que a lâmina é levemente descascada, ela pode continuar a funcionar, mas depois de descascada severamente, ela perderá sua capacidade de corte.
5) Deformação plástica das peças de corte
Devido à baixa resistência e baixa dureza do aço ferramenta e do aço rápido, pode ocorrer deformação plástica na peça de corte. Quando o metal duro trabalha diretamente em alta temperatura e em um estado de tensão compressiva tridimensional, ele também produzirá fluxo plástico na superfície e até causará deformação plástica da aresta de corte ou ponta para causar colapso. O colapso geralmente ocorre quando a quantidade de corte é grande e ao processar materiais duros. O módulo de elasticidade do metal duro à base de TiC é menor do que o do metal duro à base de WC, de modo que a capacidade do primeiro de resistir à deformação plástica é acelerada ou falha rapidamente. PCD e PCBN basicamente não sofrem deformação plástica.
6) Rachadura térmica da lâmina
Quando a ferramenta é submetida a cargas mecânicas e térmicas alternadas, a superfície da peça de corte inevitavelmente gerará tensões térmicas alternadas devido à expansão e contração térmicas repetidas, o que fará com que a lâmina se canse e rache. Por exemplo, quando a fresa de metal duro é usada para fresamento de alta velocidade, os dentes da fresa são constantemente submetidos a impactos periódicos e tensões térmicas alternadas, e trincas em forma de pente são geradas na face de saída. Embora algumas ferramentas não tenham carga alternada óbvia e tensão alternada, a tensão térmica também será gerada devido à temperatura inconsistente da camada superficial e da camada interna. Além disso, inevitavelmente existem defeitos dentro do material da ferramenta, de modo que a lâmina também pode rachar. Às vezes, a ferramenta pode continuar a funcionar por um período de tempo após a formação da rachadura e, às vezes, a rachadura se expande rapidamente e faz com que a lâmina quebre ou a superfície da lâmina descasque severamente.
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Causas do Desgaste da Ferramenta
1) Desgaste abrasivo
Muitas vezes, existem algumas partículas minúsculas com dureza extremamente alta no material processado, que podem criar ranhuras na superfície da ferramenta, que é o desgaste abrasivo. O desgaste abrasivo existe em todas as superfícies, mais obviamente na face de ataque. Além disso, o desgaste do cânhamo pode ocorrer em várias velocidades de corte, mas para corte em baixa velocidade, devido à baixa temperatura de corte, o desgaste causado por outros motivos não é óbvio, portanto, o desgaste abrasivo é o principal motivo. Além disso, quanto menor a dureza da ferramenta, mais graves são os danos abrasivos.
2) Desgaste de soldagem a frio
Ao cortar, há muita pressão e forte atrito entre a peça de trabalho, o corte e as faces frontal e traseira do cortador, portanto, ocorrerá soldagem a frio. Devido ao movimento relativo entre os pares de fricção, a solda fria produzirá trincas e será retirada por um dos lados, resultando em desgaste da solda fria. O desgaste da soldagem a frio é geralmente severo em velocidades de corte moderadas. De acordo com experimentos, os metais frágeis têm maior resistência à soldagem a frio do que os metais plásticos; metais multifásicos são menores que metais unidirecionais; compostos metálicos têm menor tendência à soldagem a frio do que substâncias simples; Os elementos do grupo B e o ferro na tabela periódica dos elementos químicos têm menor tendência à soldagem a frio. A soldagem a frio é mais séria quando o aço rápido e o metal duro são cortados em baixa velocidade.
3) Desgaste por difusão
Durante o corte em alta temperatura e contato entre a peça e a ferramenta, os elementos químicos de ambos os lados se difundem no estado sólido, alterando a composição da estrutura da ferramenta, fragilizando a superfície da ferramenta e agravando o desgaste da ferramenta. ferramenta. O fenômeno de difusão sempre mantém a difusão contínua de objetos com alto gradiente de profundidade para objetos com baixo gradiente de profundidade.
Por exemplo, quando o metal duro está a 800 graus, o cobalto nele se difunde rapidamente nos cavacos e nas peças de trabalho, e o WC se decompõe em tungstênio e carbono e se difunde no aço; quando a temperatura de corte das ferramentas de PCD é superior a 800 graus ao cortar materiais de aço e ferro Neste momento, os átomos de carbono no PCD serão transferidos para a superfície da peça de trabalho com uma grande intensidade de difusão para formar uma nova liga e a superfície da ferramenta será grafitado. A difusão de cobalto e tungstênio é relativamente séria, e a capacidade antidifusão de titânio, tântalo e nióbio é relativamente forte. Portanto, o metal duro YT tem melhor resistência ao desgaste. Ao cortar cerâmica e PCBN, quando a temperatura chega a 1000 graus -1300 graus, o desgaste por difusão não é significativo. Devido aos diferentes materiais da peça, cavaco e ferramenta, um potencial termoelétrico será gerado na área de contato durante o corte. Este potencial termoelétrico pode promover a difusão e acelerar o desgaste da ferramenta. Este tipo de desgaste por difusão sob a ação do potencial termoelétrico é chamado de "desgaste termoelétrico".
4) Desgaste por oxidação
Quando a temperatura aumenta, a superfície da ferramenta é oxidada para produzir óxidos mais macios que são friccionados por cavacos, o que é chamado de desgaste oxidativo. Por exemplo: a 700 graus ~ 800 graus, o oxigênio no ar reage com cobalto, carboneto, carboneto de titânio, etc. em carboneto cimentado para formar óxidos macios; a 1000 graus, PCBN reage quimicamente com vapor de água.
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Padrões de desgaste da lâmina
1) Danos na face do rastelo
Ao cortar materiais plásticos em alta velocidade, a parte da face de saída próxima à força de corte se desgastará em uma forma côncava crescente sob a ação de cavacos, por isso também é chamado de desgaste de cratera. No estágio inicial de desgaste, o ângulo de saída da ferramenta aumenta, o que melhora as condições de corte e favorece o enrolamento e a quebra dos cavacos. No entanto, quando a cratera crescente aumenta ainda mais, a força da aresta de corte é muito enfraquecida, o que pode eventualmente causar a quebra da aresta de corte. Caso. Ao cortar materiais quebradiços ou materiais plásticos em velocidades de corte mais baixas e espessuras de corte mais finas, o desgaste por craterização geralmente não ocorre.
2) Desgaste da ponta da ferramenta
O desgaste do nariz da ferramenta é o desgaste do flanco do arco do nariz da ferramenta e do flanco secundário adjacente, que é a continuação do desgaste do flanco superior da ferramenta. Devido às más condições de dissipação de calor e tensão concentrada aqui, a velocidade de desgaste é mais rápida que a do flanco e, às vezes, uma série de pequenos sulcos com uma distância igual à quantidade de avanço é formada no flanco auxiliar, que é chamado de desgaste do sulco . Eles se devem principalmente à camada endurecida e às linhas de corte na superfície usinada. Ao cortar materiais difíceis de cortar com alta tendência de encruamento, é mais provável que haja desgaste da ranhura. O desgaste da ponta da ferramenta tem o maior impacto na rugosidade da superfície da peça e na precisão da usinagem.
3) desgaste de flanco
Ao cortar materiais plásticos em grandes espessuras de corte, o flanco da ferramenta pode não estar em contato com a peça de trabalho devido à presença de aresta postiça. Além disso, geralmente o flanco entrará em contato com a peça de trabalho e uma zona de desgaste com um ângulo de alívio de 0 é formada no flanco. Geralmente, no meio do comprimento de trabalho da aresta de corte, o desgaste de flanco é relativamente uniforme, de modo que o grau de desgaste de flanco pode ser medido pela largura da zona de desgaste de flanco VB da aresta de corte.
Como vários tipos de ferramentas quase sempre apresentam desgaste de flanco sob diferentes condições de corte, especialmente ao cortar materiais frágeis ou materiais plásticos com uma pequena espessura de corte, o desgaste da ferramenta é principalmente desgaste de flanco e a zona de desgaste A medição da largura VB é relativamente simples, então VB geralmente é usado para indicar o grau de desgaste da ferramenta. Quanto maior o VB, não só aumentará a força de corte e causará vibração de corte, mas também afetará o desgaste no arco da ponta da ferramenta, afetando assim a precisão da usinagem e a qualidade da superfície.
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Como evitar a quebra de facas
1) De acordo com as características dos materiais e peças processadas, selecione razoavelmente os tipos e graus dos materiais das ferramentas. Sob a premissa de possuir certa dureza e resistência ao desgaste, é necessário garantir que o material da ferramenta tenha a tenacidade necessária.
2) Selecione razoavelmente os parâmetros geométricos da ferramenta. Ao ajustar os ângulos dianteiro e traseiro, os ângulos de deflexão principal e auxiliar, os ângulos de inclinação da lâmina, etc., é possível garantir que a aresta de corte e a ponta da ferramenta tenham melhor resistência. Retificar um chanfro negativo na aresta de corte é uma medida eficaz para evitar o lascamento.
3) Garanta a qualidade da soldagem e afiação e evite vários defeitos causados por soldagem e afiação deficientes. As facas usadas no processo de chave devem ser retificadas para melhorar a qualidade da superfície e verificar se há rachaduras.
4) Selecione razoavelmente a quantidade de corte para evitar força de corte excessiva e alta temperatura de corte para evitar danos à ferramenta.
5) Na medida do possível, certifique-se de que o sistema de processo tenha melhor rigidez e reduza a vibração.
6) Use o método de operação correto e tente fazer com que a ferramenta não suporte ou suporte a carga de mudança repentina tanto quanto possível.
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Causas e contramedidas de lascamento de ferramentas
1. Seleção inadequada da classe e especificação da lâmina, como a espessura da lâmina é muito fina ou a classe que é muito dura e muito frágil é selecionada para usinagem de desbaste.
Contramedidas: aumente a espessura da lâmina ou instale a lâmina verticalmente e escolha uma classe com maior resistência à flexão e tenacidade.
2. Escolha inadequada dos parâmetros de geometria da ferramenta (como ângulos frontais e traseiros muito grandes, etc.).
Contramedidas:
Você pode começar a redesenhar a ferramenta a partir dos seguintes aspectos.
1) Reduza adequadamente os ângulos dianteiro e traseiro.
2) Use uma inclinação de borda negativa maior.
3) Reduza o ângulo de posição.
4) Use um chanfro negativo maior ou arco de aresta.
5) Esmerilhar a aresta de corte de transição para realçar a ponta.
3) O processo de soldagem da lâmina está incorreto, resultando em tensão de soldagem excessiva ou trincas de soldagem.
Contramedidas:
1) Evite adotar uma estrutura de ranhura de lâmina fechada de três lados.
2) Seleção correta da solda.
3) Evite usar soldagem por aquecimento por chama de oxiacetileno e mantenha-o aquecido após a soldagem para eliminar o estresse interno.
4) Use a estrutura de fixação mecânica tanto quanto possível
4. Método de afiação impróprio causará tensão de moagem e rachaduras de moagem; depois de afiar a fresa PCBN, a vibração dos dentes de corte é muito grande, o que torna a carga dos dentes de corte individuais muito pesada e também causa corte.
Contramedidas:
1) Desbaste com desbaste intermitente ou rebolo diamantado.
2) Escolha um rebolo mais macio e, muitas vezes, afie para manter o rebolo afiado.
3) Preste atenção à qualidade da afiação e controle rigorosamente a vibração dos dentes da fresa.
5. A escolha da quantidade de corte não é razoável. Se a quantidade for muito grande, a máquina-ferramenta ficará chata; ao cortar intermitentemente, a velocidade de corte é muito alta, a taxa de avanço é muito grande e quando a tolerância em branco é irregular, a profundidade de corte é muito pequena; corte de aço com alto teor de manganês Para materiais com grande tendência ao encruamento, a taxa de avanço é muito pequena.
Contramedida: selecione novamente a quantidade de corte.
6. Razões estruturais, como a superfície inferior da ranhura da ferramenta de fixação mecânica é irregular ou a lâmina se projeta muito.
Contramedidas:
1) Corte a superfície inferior da lamela.
2) Arranje razoavelmente a posição do bocal do fluido de corte.
3) A haste endurecida adiciona uma junta de carboneto sob a lâmina.
7. Desgaste excessivo da ferramenta.
Contramedidas: Troque a ferramenta ou substitua a aresta de corte a tempo.
8. Vazão insuficiente do fluido de corte ou método de enchimento incorreto causará calor súbito e rachaduras na lâmina.
Contramedidas:
1) Aumente a vazão do fluido de corte.
2) Arranje razoavelmente a posição do bocal do fluido de corte.
3) Use métodos de resfriamento eficazes, como resfriamento por spray, para melhorar o efeito de resfriamento.
4) Adote corte de alta velocidade para reduzir o impacto na lâmina.
9. A ferramenta está instalada incorretamente, como: a ferramenta de corte está instalada muito alta ou muito baixa; a fresa de topo adota fresagem descendente assimétrica, etc.
Contramedida: Reinstale a ferramenta.
10. A rigidez do sistema de processo é muito baixa, resultando em vibração de corte excessiva.
Contramedidas:
1) Aumente o suporte auxiliar da peça de trabalho para melhorar a rigidez de fixação da peça de trabalho.
2) Reduza o comprimento do balanço da ferramenta.
3) Reduza adequadamente o ângulo traseiro da ferramenta.
4) Adote outras medidas de amortecimento.
11. Operação inadvertida, como: quando a ferramenta corta no meio da peça de trabalho, a ação é muito violenta; antes de a ferramenta ser retraída, pare imediatamente.
Contramedidas: Preste atenção ao método de operação.
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Causas, características e medidas de controle de borda postiça
1. Causas
Na parte próxima à aresta de corte, na área de contato do cavaco-ferramenta, devido à grande força descendente, o metal subjacente do cavaco é embutido nos picos e vales irregulares microscópicos na face de saída, formando um verdadeiro metal-para -contato de metal sem lacunas e causando colagem. , essa parte da área de contato do cavaco-faca é chamada de área de ligação. Na zona de ligação, haverá uma fina camada de material metálico depositado na face de corte na parte inferior do cavaco. O material metálico desta parte do cavaco sofreu deformação severa e será reforçado a uma temperatura de corte apropriada. Com o fluxo contínuo de cavacos, sob o impulso do fluxo de corte subseqüente, esta camada de material estagnado irá escorregar em relação à camada superior de cavacos e sair, tornando-se a base da aresta postiça. Posteriormente, uma segunda camada de material de corte estagnado será formada sobre ela, e essa estratificação contínua formará uma aresta postiça.
2. Características e influência no processo de corte
1) A dureza é 1,5~2.0 vezes maior que a do material da peça de trabalho. Ele pode substituir a face de corte para corte e tem o efeito de proteger a aresta de corte e reduzir o desgaste da face de corte. No entanto, quando a aresta postiça cai, os detritos fluem através da área de contato ferramenta-peça. Causa desgaste de flanco da ferramenta.
2) Depois que a aresta postiça é formada, o ângulo de saída de trabalho da ferramenta aumenta significativamente, o que desempenha um papel positivo na redução da deformação do cavaco e da força de corte.
3) Como a aresta postiça se projeta além da aresta de corte, a profundidade de corte real aumenta, o que afeta a precisão dimensional da peça de trabalho.
4) A borda postiça causará um fenômeno de "sulco" na superfície da peça de trabalho, o que afetará a rugosidade da superfície da peça de trabalho.
5) Fragmentos de aresta postiça se unirão ou se incorporarão à superfície da peça de trabalho para causar manchas duras, o que afetará a qualidade da superfície processada da peça de trabalho.
Pela análise acima, percebe-se que aresta postiça não é boa para corte, principalmente para acabamento.
3. Medidas de controle
A geração de aresta postiça pode ser evitada não colando ou deformando e fortalecendo o material do fundo do cavaco e a face de saída. Para este dia, as seguintes medidas podem ser tomadas.
1) Reduza a rugosidade da face de saída.
2) Aumente o ângulo de inclinação da ferramenta.
3) Reduza a espessura de corte.
4) Use corte de baixa velocidade ou corte de alta velocidade para evitar a velocidade de corte que é fácil de formar arestas postiças.
5) Realize o tratamento térmico adequado no material da peça de trabalho para aumentar sua dureza e reduzir a plasticidade.
6) Use fluido de corte com boas propriedades antiaderentes (como fluido de corte de extrema pressão contendo enxofre e cloro).
