Satu artikel untuk difahami! Masalah alat biasa dan tindakan balas dalam pemesinan CNC!

Untuk pusat pemesinan, alat pemotong ialah alat boleh guna yang boleh menyebabkan kerosakan, haus dan kerepek semasa proses pemesinan. Fenomena ini tidak dapat dielakkan, tetapi terdapat juga sebab yang boleh dikawal seperti operasi yang tidak saintifik dan tidak standard, penyelenggaraan yang tidak betul, dsb. Hanya dengan mencari punca utama kita dapat menyelesaikan masalah dengan lebih baik.
satu
Manifestasi kerosakan alat
1) Keruntuhan mikro canggih
Apabila struktur bahan, kekerasan dan jidar bahan kerja tidak sekata, sudut hadapan terlalu besar, mengakibatkan kekuatan canggih yang rendah, ketegaran sistem proses yang tidak mencukupi menyebabkan getaran, atau pemotongan sekejap-sekejap, dan kualiti pengisaran yang lemah, kelebihan pemotongan. terdedah kepada keruntuhan mikro, iaitu, keruntuhan kecil, takuk atau mengelupas di kawasan tepi. Selepas keadaan ini berlaku, alat akan kehilangan sedikit keupayaan pemotongan tetapi masih boleh terus berfungsi. Semasa pemotongan selanjutnya, bahagian yang rosak pada kawasan canggih mungkin berkembang dengan cepat, membawa kepada kerosakan yang lebih besar.

2) Pecah tepi atau hujung
Kerosakan jenis ini selalunya berlaku di bawah keadaan pemotongan yang lebih teruk daripada menyebabkan cipratan mikro pada bahagian canggih, atau perkembangan selanjutnya cipratan mikro. Saiz dan julat patah adalah lebih besar daripada patah mikro, menyebabkan alat kehilangan keupayaan pemotongan sepenuhnya dan terpaksa menamatkan kerja. Keadaan di mana hujung bilah pecah sering disebut sebagai jatuh dari hujung.
3) Pecah pisau atau alatan
Apabila keadaan pemotongan sangat keras, jumlah pemotongan terlalu besar, terdapat beban hentaman, dan terdapat retakan mikro pada bilah atau bahan alat. Disebabkan oleh tekanan baki pada bilah yang disebabkan oleh kimpalan dan pengisaran, digabungkan dengan operasi cuai, ia boleh menyebabkan bilah atau alat pecah. Selepas bentuk kerosakan ini berlaku, alat itu tidak boleh terus digunakan dan oleh itu dilupuskan.
4) Permukaan bilah mengelupas
Untuk bahan yang mempunyai kerapuhan yang tinggi, seperti aloi keras dengan kandungan TiC yang tinggi, seramik, PCBN, dsb., disebabkan oleh kecacatan atau kemungkinan retak pada struktur permukaan, atau tekanan baki di permukaan akibat kimpalan dan pengisaran, pengelupasan permukaan terdedah kepada berlaku apabila proses pemotongan tidak cukup stabil atau permukaan alat tertakluk kepada tegasan sentuhan berselang-seli. Pengelupasan mungkin berlaku pada permukaan bilah hadapan, manakala bilah mungkin berlaku pada permukaan bilah belakang. Bahan pengelupasan adalah dalam bentuk kepingan, dengan kawasan pengelupasan yang besar. Terdapat kemungkinan tinggi untuk mengelupas alat pemotong bersalut. Selepas mengelupas sedikit bilah, ia masih boleh terus berfungsi, tetapi selepas mengelupas yang teruk, ia akan kehilangan keupayaan memotong.
5) Ubah bentuk plastik bahagian pemotongan
Oleh kerana kekuatan dan kekerasannya yang rendah, keluli alat dan keluli berkelajuan tinggi mungkin mengalami ubah bentuk plastik di kawasan pemotongannya. Apabila aloi keras bekerja di bawah suhu tinggi dan tegasan mampatan tiga paksi, aliran plastik permukaan juga boleh berlaku, malah menyebabkan ubah bentuk plastik pada hujung pemotong atau hujung alat, mengakibatkan keruntuhan. Keruntuhan biasanya berlaku apabila memotong sejumlah besar bahan dan memproses bahan keras. Modulus keanjalan aloi keras berasaskan TiC adalah lebih kecil daripada aloi keras berasaskan WC, jadi bekas mempunyai rintangan dipercepatkan kepada ubah bentuk plastik atau kegagalan pesat. PCD dan PCBN umumnya tidak menunjukkan ubah bentuk plastik.
6) Panas retak bilah
Apabila alat pemotong dikenakan beban mekanikal dan terma berselang-seli, permukaan bahagian pemotongan pasti mengalami tekanan haba berselang-seli akibat pengembangan dan pengecutan haba yang berulang, yang membawa kepada keletihan dan keretakan bilah. Contohnya, apabila pemotong pengilangan aloi keras digunakan untuk pengilangan berkelajuan tinggi, gigi pemotong sentiasa tertakluk kepada hentaman berkala dan tegasan haba berselang-seli, mengakibatkan rekahan berbentuk sikat pada permukaan pemotongan hadapan. Sesetengah alat pemotong mungkin tidak mempunyai beban dan tegasan berselang-seli yang jelas, tetapi disebabkan oleh suhu permukaan dan lapisan dalam yang tidak konsisten, tegasan haba juga akan berlaku. Di samping itu, tidak dapat dielakkan terdapat kecacatan pada bahan alat pemotong, jadi bilah juga boleh menghasilkan keretakan. Selepas pembentukan retak, alat kadang-kadang boleh terus berfungsi untuk tempoh masa, dan kadang-kadang retakan berkembang pesat, menyebabkan bilah pecah atau permukaan pemotongan mengelupas dengan teruk.
dua
Sebab-sebab kehausan alatan
1) Haus yang melelas
Selalunya terdapat zarah-zarah kecil dengan kekerasan yang sangat tinggi dalam bahan yang diproses yang boleh mencalarkan alur pada permukaan alat, yang dipanggil kerosakan pengamplasan yang kasar. Haus melelas wujud pada semua permukaan, dengan permukaan bilah hadapan adalah yang paling ketara. Selain itu, haus bahan rami boleh berlaku pada pelbagai kelajuan pemotongan, tetapi untuk pemotongan berkelajuan rendah, disebabkan oleh suhu pemotongan yang lebih rendah, haus yang disebabkan oleh sebab-sebab lain tidak ketara, jadi haus kasar adalah punca utama. Semakin rendah kekerasan alat pemotong, semakin teruk kerosakan yang melelas.
2) Haus kimpalan sejuk
Semasa pemotongan, terdapat tekanan yang ketara dan geseran kuat antara bahan kerja, pemotongan, dan permukaan pemotongan hadapan dan belakang, mengakibatkan kimpalan sejuk. Disebabkan oleh pergerakan relatif antara pasangan geseran, kimpalan sejuk akan menyebabkan pecah dan terbawa-bawa oleh satu sisi, mengakibatkan haus kimpalan sejuk. Haus kimpalan sejuk biasanya lebih teruk pada kelajuan pemotongan sederhana. Menurut eksperimen, logam rapuh mempunyai rintangan yang lebih kuat terhadap kimpalan sejuk daripada logam plastik; Logam berbilang fasa adalah lebih kecil daripada logam satu arah; Sebatian logam mempunyai kecenderungan yang lebih rendah ke arah kimpalan sejuk berbanding dengan bahan unsur; Kecenderungan unsur kumpulan B untuk mengimpal sejuk dengan besi dalam jadual berkala unsur kimia adalah kecil. Kimpalan sejuk adalah lebih teruk semasa pemotongan berkelajuan rendah keluli berkelajuan tinggi dan aloi keras.
3) Haus resapan
Semasa proses pemotongan pada suhu tinggi dan sentuhan antara bahan kerja dan alat, unsur kimia pada kedua-dua belah meresap antara satu sama lain dalam keadaan pepejal, mengubah komposisi dan struktur alat, menjadikan permukaan alat rapuh dan memburukkan lagi. kehausan alatan. Fenomena resapan sentiasa mengekalkan bahawa objek dengan kecerunan kedalaman tinggi terus meresap ke arah objek dengan kecerunan kedalaman rendah.
Sebagai contoh, kobalt dalam aloi keras meresap dengan cepat ke dalam cip dan bahan kerja pada 800 darjah, manakala WC terurai menjadi tungsten dan karbon dan meresap menjadi keluli; Apabila alat pemotong PCD digunakan untuk memotong bahan keluli dan besi, apabila suhu pemotongan melebihi 800 darjah, atom karbon dalam PCD akan dipindahkan ke permukaan bahan kerja dengan kekuatan resapan yang hebat untuk membentuk aloi baru, dan permukaan alat akan menjadi. digrafikkan. Kobalt dan tungsten meresap lebih teruk, manakala titanium, tantalum, dan niobium mempunyai keupayaan anti resapan yang lebih kuat. Oleh itu, aloi keras jenis YT mempunyai rintangan haus yang baik. Apabila memotong seramik dan PCBN, haus resapan tidak ketara pada suhu setinggi 1000 darjah -1300 darjah . Disebabkan oleh bahan yang sama, bahan kerja, cip dan alat pemotong akan menjana potensi termoelektrik dalam kawasan sentuhan semasa pemotongan, yang menggalakkan penyebaran dan mempercepatkan haus alatan. Jenis haus resapan ini di bawah tindakan potensi termoelektrik dipanggil "haus termoelektrik".
4) Kehausan oksidatif
Apabila suhu meningkat, permukaan alat mengoksida dan menghasilkan oksida yang lebih lembut, yang digosok oleh cip dan membentuk haus yang dipanggil haus pengoksidaan. Sebagai contoh, dalam julat suhu 700 darjah hingga 800 darjah, oksigen dalam gas bertindak balas dengan kobalt, karbida, titanium karbida, dan lain-lain dalam aloi keras untuk membentuk oksida yang lebih lembut; PCBN mengalami tindak balas kimia dengan wap air pada 1000 darjah .

tiga
Bentuk kehausan bilah
1) Kerosakan permukaan bilah hadapan
Apabila memotong bahan plastik pada kelajuan tinggi, kawasan berhampiran daya pemotongan pada tepi pemotongan hadapan akan haus ke dalam lubang sabit di bawah tindakan cip, yang juga dikenali sebagai haus lubang sabit. Pada peringkat awal haus, sudut rake alat meningkat, yang meningkatkan keadaan pemotongan dan kondusif untuk keriting dan pecah cip. Walau bagaimanapun, apabila lekukan bulan sabit semakin meningkat, kekuatan canggih akan menjadi sangat lemah, yang akhirnya boleh menyebabkan bahagian mata patah dan rosak. Apabila memotong bahan rapuh atau bahan plastik dengan kelajuan pemotongan yang lebih rendah dan ketebalan pemotongan yang lebih nipis, biasanya tiada kehausan lubang sabit.
2) Kehausan hujung pisau
Haus hujung alat merujuk kepada haus pada muka belakang arka hujung alat dan muka belakang sekunder bersebelahan, yang merupakan kesinambungan haus pada muka belakang alat. Disebabkan keadaan pelesapan haba yang lemah dan kepekatan tegasan di sini, kadar haus lebih cepat daripada permukaan pemotongan belakang. Kadangkala, satu siri alur kecil dengan jarak yang sama dengan kadar suapan terbentuk pada permukaan pemotongan belakang sekunder, yang dipanggil haus alur. Ia disebabkan terutamanya oleh lapisan yang mengeras dan corak pemotongan pada permukaan yang diproses. Apabila memotong bahan yang sukar dipotong dengan kecenderungan yang tinggi untuk pengerasan kerja, ia berkemungkinan besar menyebabkan kehausan alur. Haus hujung alat mempunyai kesan yang paling besar pada kekasaran permukaan dan ketepatan pemesinan bahan kerja.
3) Kehausan bilah belakang
Apabila memotong bahan plastik dengan ketebalan pemotongan yang besar, disebabkan oleh kehadiran mendapan cip, muka belakang alat mungkin tidak bersentuhan dengan bahan kerja. Selain itu, permukaan pemotongan belakang biasanya bersentuhan dengan bahan kerja, membentuk jalur haus dengan sudut belakang 0 pada permukaan pemotongan belakang. Secara amnya, di tengah-tengah panjang kerja canggih, haus pada muka belakang adalah agak seragam, jadi tahap haus pada muka belakang boleh diukur dengan lebar jalur haus VB pada muka belakang. canggih dalam bahagian itu.
Disebabkan fakta bahawa pelbagai jenis alat pemotong hampir selalu mengalami haus muka belakang di bawah keadaan pemotongan yang berbeza, terutamanya apabila memotong bahan rapuh atau bahan plastik dengan ketebalan pemotongan yang lebih kecil, haus alat terutamanya adalah haus muka belakang. Selain itu, ukuran lebar jalur haus VB adalah agak mudah, jadi VB biasanya digunakan untuk mewakili tahap kehausan alatan. Lebih besar VB, bukan sahaja ia akan meningkatkan daya pemotongan dan menyebabkan getaran pemotongan, tetapi ia juga akan menjejaskan haus pada arka hujung alat, sekali gus menjejaskan ketepatan pemesinan dan kualiti permukaan.

empat
Kaedah untuk mengelakkan kerosakan alatan
1) Memilih jenis dan gred bahan alat secara munasabah berdasarkan ciri-ciri bahan dan bahagian yang diproses. Pada premis mempunyai kekerasan dan rintangan haus tertentu, adalah perlu untuk memastikan bahawa bahan alat mempunyai keliatan yang diperlukan.
2) Pilih parameter geometri alat pemotong dengan munasabah. Dengan melaraskan sudut hadapan dan belakang, sudut sisihan utama dan tambahan, sudut kecenderungan bilah, dan sudut lain; Pastikan bahagian mutakhir dan hujung mempunyai kekuatan yang baik. Mengisar chamfer negatif pada bahagian canggih adalah langkah yang berkesan untuk mencegah kerosakan alat.
3) Pastikan kualiti kimpalan dan pengisaran, dan elakkan pelbagai kecacatan yang disebabkan oleh kimpalan dan pengisaran yang lemah. Alat pemotong yang digunakan dalam proses utama harus dikisar untuk meningkatkan kualiti permukaan dan diperiksa untuk keretakan.
4) Sewajarnya memilih jumlah pemotongan untuk mengelakkan daya pemotongan yang berlebihan dan suhu pemotongan yang tinggi, untuk mengelakkan kerosakan alat.
5) Cuba pastikan sistem proses mempunyai ketegaran yang baik dan mengurangkan getaran sebanyak mungkin.
6) Ambil kaedah pengendalian yang betul dan cuba untuk meminimumkan keupayaan alat untuk menahan perubahan mendadak dalam beban.
lima
Punca dan tindakan balas kerosakan alat
1. Pemilihan jenama dan spesifikasi bilah yang tidak betul, seperti ketebalan bilah terlalu nipis atau memilih jenama yang terlalu keras atau terlalu rapuh semasa pemesinan kasar.
Tindakan balas: Tingkatkan ketebalan bilah atau pasang bilah secara menegak, dan pilih jenama dengan kekuatan dan keliatan lentur yang lebih tinggi.
2. Pemilihan parameter geometri alat yang tidak betul (seperti sudut depan dan belakang yang besar, dsb.).
Tindakan balas:
Anda boleh mula mereka bentuk semula alat pemotong dari aspek berikut.
1) Kurangkan sudut hadapan dan belakang dengan sewajarnya.
2) Gunakan sudut kecondongan bilah negatif yang lebih besar.
3) Kurangkan sudut pesongan utama.
4) Gunakan chamfer negatif yang lebih besar atau arka bilah.
5) Mengisar bahagian canggih peralihan untuk meningkatkan hujung alat.
3. Proses kimpalan bilah tidak betul, menyebabkan tegasan kimpalan yang berlebihan atau retak kimpalan.
Tindakan balas:
1) Elakkan menggunakan struktur alur bilah tertutup tiga sisi.
2) Pemilihan pateri yang betul.
3) Elakkan menggunakan nyalaan oksiasetilena untuk memanaskan kimpalan, dan mengekalkan penebat selepas kimpalan untuk menghilangkan tekanan dalaman.
4) Cuba gunakan struktur pengapit mekanikal sebanyak mungkin
4. Kaedah pengisaran yang tidak betul boleh menyebabkan tekanan pengisaran dan retak; Getaran berlebihan gigi pemotong pengisar PCBN selepas pengisaran boleh menyebabkan beban berlebihan pada gigi individu dan juga menyebabkan kerosakan alat.
Tindakan balas:
1) Gunakan pengisaran sekejap atau roda pengisar berlian untuk mengisar.
2) Pilih roda pengisar yang lebih lembut dan kerap trim untuk memastikan roda tajam.
3) Perhatikan kualiti pengisaran bilah dan kawal getaran gigi pemotong penggilingan dengan ketat.
5. Pemilihan jumlah pemotongan adalah tidak munasabah. Jika jumlahnya terlalu besar, alat mesin mungkin tersekat; Apabila memotong secara berselang-seli, kelajuan pemotongan terlalu tinggi, kadar suapan terlalu besar, dan kedalaman pemotongan terlalu kecil apabila elaun kosong tidak sekata; Apabila memotong bahan dengan kecenderungan tinggi untuk pengerasan kerja, seperti keluli mangan tinggi, kadar suapan adalah terlalu kecil.
Tindakan balas: Pilih jumlah pemotongan baharu.
6. Sebab struktur seperti permukaan bawah alur yang tidak rata atau sambungan mata pisau yang berlebihan untuk alat pemotong jenis pengapit mekanikal.
Tindakan balas:
1) Potong permukaan bawah alur pisau.
2) Susun secara munasabah kedudukan muncung bendalir memotong.
3) Tambah gasket aloi keras di bawah bilah untuk pemegang alat yang dikeraskan.
7. Kehausan alatan yang berlebihan.
Tindakan balas: Tukar alat atau canggih tepat pada masanya.
Aliran bendalir pemotong yang tidak mencukupi atau kaedah pengisian yang salah boleh menyebabkan pemanasan secara tiba-tiba dan keretakan bilah.
Tindakan balas:
1) Meningkatkan kadar aliran bendalir pemotong.
2) Susun secara munasabah kedudukan muncung bendalir memotong.
3) Gunakan kaedah penyejukan yang berkesan seperti penyejukan semburan untuk meningkatkan kesan penyejukan.
4) Menggunakan * pemotongan untuk mengurangkan kesan pada bilah.
9. Pemasangan alat pemotong yang salah, seperti alat pemotong yang dipasang terlalu tinggi atau terlalu rendah; Pemotong pengilangan muka akhir menggunakan pengilangan hadapan asimetri dan kaedah lain.
Tindakan balas: Pasang semula alat pemotong.
10. Ketegaran sistem proses terlalu lemah, menyebabkan getaran pemotongan yang berlebihan.
Tindakan balas:
1) Tingkatkan sokongan tambahan bahan kerja dan tingkatkan ketegaran pengapit bahan kerja.
2) Kurangkan panjang terjual alat.
3) Kurangkan sudut belakang alatan dengan sewajarnya.
4) Mengamalkan langkah pengurangan getaran lain.
11. Operasi yang tidak betul, seperti daya yang berlebihan apabila alat memotong bahagian tengah bahan kerja; Hentikan kenderaan sebelum menarik balik pisau.
Tindakan balas: Beri perhatian kepada kaedah pengendalian.
enam
Punca, ciri, dan langkah kawalan tumor pengumpulan serpihan
1. Punca pembentukan
Di bahagian berhampiran tepi pemotong, dalam kawasan sentuhan cip alat, disebabkan tekanan ke bawah yang tinggi, logam asas cip tertanam di puncak dan lembah mikro yang tidak rata pada permukaan pemotongan hadapan, membentuk sentuhan logam ke logam yang sebenar. tanpa jurang dan menghasilkan fenomena ikatan. Bahagian kawasan sentuhan cip alat ini dipanggil kawasan ikatan. Dalam zon ikatan, lapisan nipis bahan logam akan terkumpul pada permukaan pemotongan hadapan di lapisan bawah cip, dan bahan logam bahagian cip ini mengalami ubah bentuk dan pengukuhan yang teruk pada suhu pemotongan yang sesuai. Apabila cip terus mengalir keluar, di bawah daya tolakan aliran pemotongan seterusnya, lapisan bahan bertakung ini akan tergelincir berbanding lapisan atas cip dan pergi, menjadi asas kepada ketulan pengumpulan cip. Selepas itu, lapisan kedua bahan pemotongan histerisis akan terbentuk di atasnya, yang terus terkumpul dan membentuk nodul cip.
2. Ciri-ciri dan kesannya terhadap pemprosesan pemotongan
1) Kekerasan ialah 1.5-2.0 kali lebih tinggi daripada bahan bahan kerja, dan ia boleh menggantikan permukaan pemotongan hadapan untuk pemotongan. Ia mempunyai fungsi melindungi canggih dan mengurangkan haus permukaan pemotongan hadapan. Walau bagaimanapun, apabila serpihan jatuh, ia mengalir melalui kawasan sentuhan antara alat dan bahan kerja, menyebabkan haus pada permukaan pemotongan belakang alat.
2) Selepas pembentukan deposit cip, sudut rake kerja alat meningkat dengan ketara, yang memainkan peranan positif dalam mengurangkan ubah bentuk cip dan daya pemotongan.
3) Disebabkan oleh pengumpulan cip yang menonjol di luar kelebihan pemotongan, kedalaman pemotongan sebenar meningkat, menjejaskan ketepatan dimensi bahan kerja.
4) Pengumpulan serpihan boleh menyebabkan "membajak" pada permukaan bahan kerja, menjejaskan kekasaran permukaan bahan kerja.
5) Serpihan serpihan terkumpul boleh melekat atau terbenam ke dalam permukaan bahan kerja, menyebabkan tompok keras dan menjejaskan kualiti permukaan bahan kerja yang diproses.
Daripada analisis di atas, dapat dilihat bahawa pengumpulan cip adalah tidak baik untuk pemotongan, terutamanya untuk pemesinan ketepatan.
3. Langkah-langkah kawalan
Untuk mengelakkan pembentukan mendapan cip, langkah-langkah berikut boleh diambil untuk mengelakkan ikatan atau pengukuhan ubah bentuk antara bahan substrat cip dan permukaan pemotongan hadapan.
1) Kurangkan kekasaran permukaan bilah hadapan.
2) Tingkatkan sudut hadapan alat.
3) Kurangkan ketebalan pemotongan.
4) Gunakan pemotongan berkelajuan rendah atau pemotongan berkelajuan tinggi untuk mengelakkan kelajuan pemotongan yang terdedah kepada pembentukan cip.
5) Rawat haba dengan betul bahan bahan kerja untuk meningkatkan kekerasannya dan mengurangkan keplastikan.
6) Gunakan cecair pemotong dengan sifat anti pelekat yang baik (seperti cecair pemotongan tekanan melampau yang mengandungi sulfur dan klorin).