Како у основи решити оштећење алата, хабање и лом сечива

1, Манифестација оштећења алата
1) Микро колапс врхунске ивице
Када су структура материјала, тврдоћа и маргина радног комада неуједначени, предњи угао је превелик, што доводи до ниске чврстоће резне ивице, недовољне крутости процесног система који узрокује вибрације или повремено сечење и лошег квалитета брушења, резна ивица склон је микро колапсу, односно малом колапсу, зарезу или љуштењу у ивичном делу. Након што дође до ове ситуације, алат ће изгубити неку способност резања, али и даље може да настави да ради. Током даљег сечења, оштећени део површине резне ивице може се брзо проширити, што доводи до већих оштећења.
2) Ломљење резне ивице или врха
Ова врста оштећења се често јавља у условима резања који су озбиљнији од изазивања микро-стругања на ивици сечења или даљег развоја микро-стругања. Величина и опсег прелома су већи од оних код микро фрактура, због чега алат потпуно губи способност сечења и мора да прекине рад. Ситуација у којој се врх сечива ломи често се назива падањем врха.
3) Ломљење сечива или алата
Када су услови сечења изузетно тешки, количина сечења је превелика, постоји ударно оптерећење и постоје микро пукотине у сечиву или материјалу алата. Због преосталог напрезања у сечиву изазваног заваривањем и брушењем, у комбинацији са непажљивим радом, може изазвати ломљење сечива или алата. Након што дође до овог облика оштећења, алат се не може даље користити и стога се распада.
4) Пилинг површине сечива
За материјале са високом кртошћу, као што су тврде легуре са високим садржајем ТиЦ, керамика, ПЦБН, итд., услед дефеката или потенцијалних пукотина у површинској структури, или заосталих напона на површини услед заваривања и брушења, површинско љуштење је склоно настају када процес резања није довољно стабилан или је површина алата подвргнута наизменичном контактном напрезању. На предњој површини сечива може доћи до љуштења, а на задњој површини сечива. Материјал за љуштење је у облику пахуљица, са великом површином љуштења. Постоји велика могућност љуштења обложених резних алата. Након благог љуштења сечива, може и даље да ради, али након јаког љуштења губи способност резања.
5) Пластична деформација резних делова
Због своје ниске чврстоће и тврдоће, алатни челик и брзорезни челик могу бити подвргнути пластичној деформацији у областима сечења. Када тврде легуре раде под високом температуром и троосним тлачним напрезањем, може доћи и до површинског пластичног струјања, па чак и до пластичне деформације резне ивице или врха алата, што доводи до колапса. Колапс се генерално дешава када се сече велике количине материјала и обрађује тврди материјал. Модул еластичности чврсте легуре на бази ТиЦ је мањи од модула чврсте легуре на бази ВЦ, тако да прва има убрзану отпорност на пластичну деформацију или брзо кварење. ПЦД и ПЦБН генерално не показују пластичну деформацију.
6) Вруће пуцање сечива
Када је резни алат подвргнут наизменичним механичким и термичким оптерећењима, површина резног дела неизбежно доживљава наизменична топлотна напрезања услед поновљеног топлотног ширења и контракције, што доводи до замора и пуцања сечива. На пример, када се глодало од тврде легуре користи за глодање велике брзине, зуби глодала су стално изложени периодичним ударима и наизменичним термичким напрезањима, што доводи до пукотина у облику чешља на предњој површини сечења. Неки алати за сечење можда неће имати очигледна наизменична оптерећења и напрезања, али ће услед недоследне температуре површине и унутрашњих слојева такође доћи до термичког напрезања. Поред тога, неизбежно постоје дефекти у материјалу резног алата, тако да сечиво такође може да створи пукотине. Након формирања пукотина, алат понекад може да настави да ради неко време, а понекад се пукотине брзо шире, узрокујући ломљење сечива или озбиљно љуштење површине за сечење.
2, хабање алата
1. Према разлозима хабања, може се поделити на:
1) Абразивно хабање
У обрађеном материјалу се често налазе ситне честице изузетно велике тврдоће које могу изгребати жлебове на површини алата, што се назива оштећењем од абразивног брушења. Абразивно хабање постоји на свим површинама, при чему је најизраженија предња површина сечива. Штавише, хабање материјала од конопље може настати при различитим брзинама резања, али за сечење при малој брзини, због ниже температуре резања, хабање узроковано другим разлозима није значајно, тако да је абразивно хабање главни узрок. Што је мања тврдоћа алата за сечење, то је теже оштећење абразива.
2) Хладно заваривање
Током сечења, постоји значајан притисак и снажно трење између радног предмета, резања и предње и задње површине сечења, што резултира хладним заваривањем. Због релативног кретања између фрикционих парова, хладно заваривање ће изазвати ломљење и однети га са једне стране, што доводи до хабања хладног заваривања. Хладно заваривање је генерално веће при умереним брзинама резања. Према експериментима, крхки метали имају већу отпорност на хладно заваривање од пластичних метала; Вишефазни метали су мањи од једносмерних метала; Метална једињења имају мању склоност ка хладном заваривању у поређењу са елементарним материјалима; Склоност елемената Б групе ка хладном заваривању гвожђем у периодном систему хемијских елемената је мала. Хладно заваривање је теже приликом сечења брзорезних челика и тврде легуре малим брзинама.
3) Дифузијско хабање
Током процеса сечења на високим температурама и контакту између радног предмета и алата, хемијски елементи са обе стране се дифундују једни са другима у чврстом стању, мењајући састав и структуру алата, чинећи површину алата крхком и погоршавајући хабање алата. Феномен дифузије увек држи да објекти са великим градијентом дубине настављају да дифундују ка објектима са ниским градијентом дубине. На пример, кобалт у тврдим легурама брзо дифундује у струготине и обратке на 800 степени, док се ВЦ разлаже на волфрам и угљеник и дифундује у челик; Када се ПЦД алати за сечење користе за сечење материјала од челика и гвожђа, када је температура сечења изнад 800 степени, атоми угљеника у ПЦД ће се пренети на површину радног предмета са великом снагом дифузије да би формирали нове легуре, а површина алата ће бити графитизована. Кобалт и волфрам се јаче дифузују, док титанијум, тантал и ниобијум имају јаче антидифузијске способности. Стога тврде легуре типа ИТ имају добру отпорност на хабање. Приликом сечења керамике и ПЦБН-а, дифузијско хабање није значајно на температурама већим од 1000 степени -1300 степени. Због истог материјала, радни предмети, струготине и алати за сечење ће генерисати термоелектрични потенцијал у контактној области током сечења, што промовише дифузију и убрзава хабање алата. Ова врста дифузионог хабања под дејством термоелектричног потенцијала назива се "термоелектрично хабање".
4) Оксидативно хабање
Када температура порасте, површина алата оксидира и производи мекше оксиде, које трљају струготине и формирају хабање које се назива оксидационо хабање. На пример, у температурном опсегу од 700 до 800 степени, кисеоник у гасу реагује са кобалтом, карбидима, титанијум карбидом итд. у тврдим легурама да би се формирали мекши оксиди; ПЦБН пролази кроз хемијску реакцију са воденом паром на 1000 степени.
2. Према облику хабања, може се поделити на:
1) Оштећење површине предње оштрице
Приликом резања пластичних материјала великом брзином, подручје близу силе сечења на предњој резној ивици ће се истрошити у полумјесечасте јаме под дејством струготина, што је такође познато као трошење полумјесецних јама. У раној фази хабања, нагибни угао алата се повећава, што побољшава услове сечења и погодује увијању и ломљењу струготине. Међутим, када се удубљење полумесеца даље повећава, снага резне ивице је знатно ослабљена, што на крају може довести до ломљења и оштећења резне ивице. Приликом сечења крхких материјала или пластичних материјала са нижим брзинама сечења и тањим дебљинама сечења, генерално нема хабања у облику полумесеца.
2) Истрошеност врха ножа
Хабање врха алата се односи на хабање задње стране лука врха алата и суседне секундарне задње стране, што је наставак хабања задње стране алата. Због лоших услова одвођења топлоте и концентрације напрезања овде, стопа хабања је већа од оне на задњој површини сечења. Понекад се на секундарној задњој површини сечења формира низ малих жлебова са размаком једнаким помаку, што се назива хабање жлебова. Они су углавном узроковани очврслим слојем и резним шарама на обрађеној површини. Приликом сечења материјала који се тешко сече са великом тенденцијом ка отврдњавању, највероватније ће доћи до хабања жлебова. Хабање врха алата има највећи утицај на храпавост површине и тачност обраде радног предмета.
3) Хабање задње оштрице
Приликом сечења пластичних материјала са великом дебљином резања, због присуства наслага струготине, задња страна алата можда неће доћи у контакт са радним предметом. Поред тога, задња површина за сечење обично долази у контакт са радним предметом, формирајући траку за хабање са задњим углом од 0 на задњој површини сечења. Генерално, на средини радне дужине резне ивице, хабање на задњој страни је релативно равномерно, тако да се степен хабања на задњој страни може мерити ширином траке за хабање ВБ на задњој страни оштрица у том делу. Због чињенице да различити типови алата за сечење скоро увек доживљавају хабање задње стране под различитим условима резања, посебно када се секу крхки материјали или пластични материјали мање дебљине резања, хабање алата је углавном хабање задње стране. Штавише, мерење ширине хабајућег појаса ВБ је релативно једноставно, тако да се ВБ обично користи за представљање степена хабања алата. Што је ВБ већи, не само да ће повећати силу резања и изазвати вибрације резања, већ ће утицати и на хабање лука врха алата, чиме ће утицати на тачност обраде и квалитет површине.
3 Методе за спречавање оштећења алата
1) Разумно одабрати врсте и степене алатних материјала на основу карактеристика обрађених материјала и делова. Под претпоставком да има одређени степен тврдоће и отпорности на хабање, неопходно је осигурати да материјал алата има потребну жилавост;
2) Разумно изаберите геометријске параметре алата за сечење. Подешавањем предњег и задњег угла, главног и помоћног углова одступања, углова нагиба сечива и других углова;
Уверите се да резна ивица и врх имају добру чврстоћу. Брушење негативних ивица на ивици сечења је ефикасна мера за спречавање ломљења алата;
3) Осигурајте квалитет заваривања и брушења и избегавајте разне недостатке узроковане лошим заваривањем и брушењем. Алати за сечење који се користе у кључним процесима треба да буду брушени да би се побољшао квалитет површине и проверени на пукотине;
4) Разумно изаберите количину резања како бисте избегли прекомерну силу резања и високу температуру резања, како бисте спречили оштећење алата;
5) Осигурати да процесни систем има добру крутост што је више могуће и смањити вибрације;
6) Користите исправан начин рада и покушајте да минимизирате способност алата да издржи нагле промене оптерећења.
3, Узроци и противмере лома алата
1) Неправилан избор класе и спецификација сечива, као што је дебљина сечива која је сувише танка или одабир разреда који је превише тврд или превише крт током грубе обраде.
Противмера: Повећајте дебљину сечива или поставите сечиво вертикално и изаберите бренд са већом чврстоћом и жилавошћу на савијање.
2) Неправилан избор параметара геометрије алата (као што су велики предњи и задњи углови, итд.)
Противмера: Следећи аспекти се могу предузети за редизајн алата за сечење.
① Смањите предње и задње углове на одговарајући начин.
② Користите већи негативни угао нагиба сечива.
③ Смањите главни угао отклона.
④ Користите веће негативне ивице или лукове сечива.
⑤ Брушење прелазне резне ивице да би се побољшао врх алата.
3) Процес заваривања сечива је нетачан, што доводи до превеликог напрезања заваривања или пукотина заваривања.
Противмере:
① Избегавајте коришћење тростране затворене структуре жлебова сечива.
② Исправан избор лема.
③ Избегавајте коришћење пламена оксиацетилена за загревање заваривања и одржавајте изолацију након заваривања да бисте елиминисали унутрашње напрезање.
④ Покушајте да користите механичке стезне структуре што је више могуће
4) Неправилан начин брушења сечива узрокује напрезање брушења и пуцање; Прекомерне вибрације ПЦБН зубаца глодала након брушења могу изазвати превелико оптерећење на појединачним зубима и такође довести до лома алата.
Противмере:
① Користите повремено брушење или дијамантски брусни точак за брушење.
② Изаберите мекши точак за брушење и редовно га подрезујте да би точак био оштар.
③ Обратите пажњу на квалитет брушења сечива и стриктно контролишите вибрације зуба глодала.
5) Избор количине резања је неразуман. Ако је количина превелика, алатна машина се може заглавити; Приликом повременог сечења, брзина сечења је превелика, брзина помака је превелика, а дубина сечења је премала када је празна количина неуједначена; Приликом сечења материјала са великом тенденцијом ка отврдњавању, као што је челик са високим садржајем мангана, брзина помака је премала.
Противмера: Изаберите нову количину резања.
6) Структурни разлози као што су неравна доња површина жлеба или прекомерно проширење сечива код механичких алата за стезање.
Противмере:
① Исеците доњу површину жлеба ножа.
② Разумно уредите положај млазница течности за сечење.
③ Додајте заптивку од тврде легуре испод сечива за каљени држач алата.
7) Прекомерно хабање алата.
Противмера: Промените алат или резну ивицу на време.
8) Недовољан проток течности за сечење или неправилан начин пуњења може изазвати изненадно загревање и пуцање сечива.
Противмере:
① Повећајте проток течности за сечење.
② Разумно уредите положај млазница течности за сечење.
③ Користите ефикасне методе хлађења као што је хлађење спрејом да бисте побољшали ефекат хлађења.
④ Коришћење * сечења да смањите утицај на сечиво.
9) Неправилна уградња алата за сечење, као што су резни алати постављени превисоко или прениско; Крајњи глодалац усваја асиметрично напредно глодање и друге методе.
Противмера: Поново инсталирајте алате за сечење.
10) Крутост процесног система је сувише лоша, што узрокује претеране вибрације резања.
Противмере:
① Повећајте помоћну подршку радног предмета и побољшајте крутост стезања радног предмета.
② Смањите дужину препуста алата.
③ Смањите задњи угао алата на одговарајући начин.
④ Усвојите друге мере за смањење вибрација.
11) ненамерни рад, као што је прекомерна сила када алат сече кроз средину радног предмета; Зауставите возило пре него што увучете нож.
Противмера: Обратите пажњу на методе рада.
4, Акумулација дебрис тумора
1) Узрок настанка
У делу близу ивице резања, унутар контактне површине струготине алата, услед високог притиска наниже, основни метал струготине је уграђен у микро неравне врхове и удубине на предњој површини сечења, формирајући прави контакт метала са металом без празнина и стварајући феномен везивања. Овај део контактне површине струготине алата назива се област везивања. У зони везивања, танак слој металног материјала ће се акумулирати на предњој површини сечења на доњем слоју струготине, а метални материјал овог дела струготине подлеже озбиљној деформацији и ојачању на одговарајућој температури резања. Како струготине настављају да тече напоље, под силом гурања наредног тока сечења, овај слој устајалог материјала ће склизнути у односу на горњи слој струготине и отићи, постајући основа за накупљање струготине. Након тога, на врху ће се формирати други слој материјала за сечење хистерезе, који се непрекидно акумулира и формира чворове струготине.
2) Карактеристике и утицај на обраду сечења
① Тврдоћа је 1.5-2.0 пута већа од тврдоће материјала радног предмета и може да замени предњу резну површину за сечење. Има функцију заштите резне ивице и смањења хабања предње резне површине. Међутим, када отпад отпадне, он тече кроз контактну површину између алата и радног предмета, узрокујући хабање задње површине за сечење алата.
② Након формирања наслага струготине, радни нагибни угао алата значајно се повећава, што игра позитивну улогу у смањењу деформације струготине и силе резања.
③ Због накупљања струготине која стрши изван ивице сечења, стварна дубина сечења се повећава, што утиче на тачност димензија радног комада.
④ Акумулација остатака може да изазове „орање“ на површини радног предмета, утичући на храпавост површине радног предмета. Фрагменти нагомиланих остатака могу да се залепе или уграде у површину радног предмета, узрокујући чврсте тачке и утичу на квалитет обраде. површина радног предмета.
Из наведене анализе се види да је накупљање струготине неповољно за сечење, посебно за прецизну машинску обраду.
3) Мере контроле
Да би се спречило стварање наслага струготине, могу се предузети следеће мере како би се спречило везивање или деформационо јачање између материјала подлоге струготине и предње површине сечења.
① Смањите храпавост површине предње оштрице.
② Повећајте предњи угао алата.
③ Смањите дебљину сечења.
④ Користите сечење малом или великом брзином да бисте избегли брзине сечења које су склоне накупљању струготине.
⑤ Правилно термички обрадите материјал радног предмета како бисте повећали његову тврдоћу и смањили пластичност.
⑥ Користите течности за сечење са добрим својствима против лепљења (као што су течности за сечење под екстремним притиском које садрже сумпор и хлор).