Износ инструмента ЧПУ является одной из основных проблем при резке. Понимание форм и причин износа инструмента может помочь нам продлить срок службы инструмента и избежать нарушений при обработке на станках с ЧПУ.
1) Различные механизмы износа инструмента
При резке металла тепло и трение, возникающие при скольжении стружки по передней поверхности инструмента на высокой скорости, делают инструмент трудным для обработки. Механизм изнашивания инструмента в основном следующий:
1) Механическая сила: Механическое давление на режущую кромку пластины приводит к разрушению.
2) Нагрев: на режущей кромке пластины изменения температуры вызывают трещины, а тепло вызывает пластическую деформацию.
3) Химическая реакция: Химическая реакция между твердым сплавом и материалом заготовки вызывает износ.
4) Шлифование. В чугуне включения SiC изнашивают режущую кромку пластины.
5) Адгезия: Для липких материалов налипание/налипание.
2) Девять форм износа инструмента и меры борьбы с ним
1) износ задней поверхности
Боковой износ – один из распространенных видов износа, возникающий на боковой поверхности пластины (ножа).
Причина: во время резания трение о поверхность материала заготовки приводит к потере инструментального материала на боковой поверхности. Износ обычно начинается на кромочной линии и распространяется вниз по ней.
Ответ: Снижение скорости резания при одновременном увеличении подачи продлит срок службы инструмента за счет производительности.
2) Кратерный износ
Причина: Контакт стружки с передней поверхностью пластины (инструмента) приводит к образованию лунок, что представляет собой химическую реакцию.
Контрмеры: Снижение скорости резания и выбор пластин (инструментов) с правильной геометрией и покрытием продлит срок службы инструмента.
3) Пластическая деформация
обрушение режущей кромки
режущая кромка депрессии
Пластическая деформация означает, что форма режущей кромки не меняется, а режущая кромка деформируется внутрь (впадина режущей кромки) или вниз (схлопывание режущей кромки).
Причина: Режущая кромка находится под напряжением при высоких силах резания и высоких температурах, превышающих предел текучести и температуру материала инструмента.
Меры противодействия: Использование материалов с более высокой термической твердостью может решить проблему пластической деформации. Покрытие повышает устойчивость вставки (ножа) к пластической деформации.
4) Отслоение покрытия
Отслаивание покрытия обычно происходит при обработке материалов со связующими свойствами.
Причина: Адгезионные нагрузки развиваются постепенно, и режущая кромка подвергается растягивающим напряжениям. Это приводит к отслоению покрытия, обнажая нижний слой или подложку.
Контрмеры: Увеличение скорости резания и выбор пластины с более тонким покрытием уменьшит отслаивание покрытия инструмента.
5) Трещина
Трещины представляют собой узкие отверстия, которые разрываются, образуя новые граничные поверхности. Некоторые трещины присутствуют в покрытии, а некоторые распространяются до подложки. Гребенчатые трещины расположены примерно перпендикулярно линии кромки и обычно представляют собой термические трещины.
Причина: Гребенчатые трещины образуются из-за колебаний температуры.
Контрмеры: Чтобы предотвратить эту ситуацию, можно использовать материал лезвия высокой прочности, а охлаждающую жидкость следует использовать в больших количествах или нет.
6) Чипирование
Сколы представляют собой незначительные повреждения линии кромки. Разница между сколом и поломкой заключается в том, что лезвие все еще можно использовать после скола.
Причина: существует множество комбинаций состояний износа, которые могут привести к сколам кромок. Однако наиболее распространенными являются термомеханический и клеевой.
Контрмеры: Для минимизации выкрашивания можно принять различные профилактические меры, в зависимости от степени износа, вызвавшего его.
7) Износ канавок
Износ надреза характеризуется чрезмерным локальным повреждением на большей глубине резания, но это также может произойти и на вторичной режущей кромке.
Причина: В зависимости от того, преобладает ли химический износ в канавочном износе, по сравнению с неравномерным ростом адгезионного износа или термического износа, развитие химического износа носит закономерный характер, как показано на рисунке. В случаях адгезионного или термического износа важными факторами, способствующими образованию надрезов, являются нагартование и образование заусенцев.
Меры противодействия: Для упрочненных материалов выберите меньший угол в плане и измените глубину резания.
8) Перерыв
Перелом означает, что большая часть режущей кромки сломана и пластину больше нельзя использовать.
Причина: Режущая кромка испытывает большую нагрузку, чем может выдержать. Это может быть связано с тем, что износ развивался слишком быстро, что привело к увеличению сил резания. Неправильные режимы резания или проблемы со стабильностью настройки также могут привести к преждевременному разрушению.
Что делать: Выявите первые признаки этого типа износа и предотвратите его прогрессирование, выбрав правильные режимы резания и проверив стабильность настройки.
9) Нарост (адгезия)
Наросты (BUE) — это скопления материала на передней поверхности.
Причина: На поверхности режущей кромки может образоваться стружка, отделяющая режущую кромку от материала. Это увеличивает силы резания, что может привести к полному разрушению или отслоению кромок, что часто приводит к удалению покрытия или даже частей подложки.
Контрмеры: Увеличение скорости резания может предотвратить образование наростов на кромке. При обработке более мягких и вязких материалов лучше всего использовать более острую режущую кромку.
Время публикации: 6 июня 2022 г.
