Rotura de herramientas, desgaste, astillado, causas y soluciones

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El rendimiento de la rotura de herramientas

1) El borde cortante se astilló ligeramente

Cuando la estructura, la dureza y el margen del material de la pieza de trabajo son irregulares, el ángulo de inclinación es demasiado grande y la resistencia del filo de corte es baja, el sistema de proceso no es lo suficientemente rígido como para causar vibraciones, o cuando el corte se interrumpe y la calidad del esmerilado es deficiente. , el borde de corte es propenso a astillarse. Es decir, aparecen pequeñas avalanchas, muescas o descamación en la zona de las palas. Después de que esto suceda, la herramienta perderá parte de su capacidad de corte, pero podrá seguir funcionando. Cuando el corte continúa, la parte dañada del área de la hoja puede expandirse rápidamente, lo que resulta en un daño mayor.

2) Astillado del filo o de la punta

Este tipo de daño a menudo ocurre bajo condiciones de corte que son más severas que las que causan el descascarillado del filo de corte, o es un desarrollo posterior del descascarillado. El tamaño y el alcance del colapso son mayores que los del micro colapso, por lo que la herramienta pierde completamente la capacidad de corte y tiene que dejar de funcionar. La punta rota de un cuchillo a menudo se denomina caída de la punta.

3) Cuchilla o herramienta rota

Cuando las condiciones de corte son extremadamente malas, la cantidad de corte es demasiado grande, hay una carga de impacto, hay microfisuras en la cuchilla o en el material de la herramienta debido a la tensión residual en la cuchilla debido a la soldadura, el afilado y factores como el descuido. operación, la cuchilla o la herramienta pueden romperse. Después de que ocurre este tipo de daño, la herramienta ya no se puede usar, lo que resulta en chatarra.

4) La superficie de la cuchilla se despega

Para materiales frágiles, como carburo cementado, cerámica, PCBN, etc. con alto contenido de TiC, existen tensiones residuales en la superficie debido a defectos o posibles grietas en la estructura de la superficie, o debido a soldadura o afilado. Es fácil despegarse cuando la superficie de la herramienta no es lo suficientemente estable o la superficie de la herramienta está sujeta a tensión de contacto alterna. El desprendimiento puede ocurrir en la superficie de desprendimiento, el cuchillo puede ocurrir en la superficie del flanco, el material de pelado tiene forma de escamas y el área de pelado es grande. Es más probable que la herramienta de recubrimiento se despegue. Después de que la hoja se pela ligeramente, puede continuar funcionando y la capacidad de corte se perderá después de un pelado severo.

5) Deformación plástica de la pieza de corte

Debido a la baja resistencia y dureza del acero y del acero rápido, puede ocurrir una deformación plástica en la parte de corte. Cuando el carburo cementado trabaja bajo alta temperatura y tensión de compresión en tres direcciones, también producirá flujo plástico en la superficie e incluso provocará que el borde de corte o la punta de la herramienta sufra una deformación plástica y provoque el colapso. El colapso generalmente ocurre cuando la cantidad de corte es grande y se procesan materiales duros. El módulo de elasticidad del carburo cementado basado en TiC es menor que el del carburo cementado basado en WC, por lo que la resistencia del primero a la deformación plástica se acelera o falla rápidamente. PCD y PCBN básicamente no sufren deformación plástica.

6) Agrietamiento en caliente de la cuchilla

Cuando la herramienta se somete a una carga mecánica y una carga térmica alternas, la superficie de la pieza de corte inevitablemente producirá una tensión térmica alterna debido a la expansión y contracción térmicas repetidas, lo que hará que la hoja se desgaste y se agriete. Por ejemplo, cuando una fresa de carburo cementado realiza un fresado de alta velocidad, los dientes de la fresa están constantemente sujetos a impactos periódicos y tensiones térmicas alternas, y se generan grietas en forma de peine en la cara de desprendimiento. Aunque algunas herramientas no tienen cargas y tensiones alternas obvias, también se generará tensión térmica debido a la inconsistencia de la temperatura interna y de la superficie. Además, inevitablemente hay defectos en el material de la herramienta, por lo que la cuchilla también puede agrietarse. Después de que se forma la grieta, la herramienta a veces puede continuar funcionando durante un período de tiempo y, a veces, el rápido crecimiento de la grieta hace que la hoja se rompa o que la cara de la hoja se desprenda seriamente.

Cómo evitar roturas de herramientas

1) De acuerdo con las características de los materiales y piezas procesados, seleccione razonablemente varios tipos y grados de materiales para herramientas. Bajo la premisa de un cierto grado de dureza y resistencia al desgaste, se debe garantizar que el material de la herramienta tenga la tenacidad necesaria.

2) Elija razonablemente los parámetros geométricos de la herramienta. Ajustando los ángulos delantero y trasero, los ángulos de desviación principal y auxiliar, los ángulos de inclinación de la cuchilla, etc., para garantizar que el filo y la punta tengan buena resistencia. Rectificar un chaflán negativo en el filo de corte es una medida eficaz para evitar el colapso de la herramienta.

3) Asegure la calidad de la soldadura y el afilado, y evite varios defectos causados ​​por una soldadura y un afilado inadecuados. La herramienta de corte utilizada en el proceso clave debe rectificarse para mejorar la calidad de la superficie y comprobar si hay grietas.

4) Elija la cantidad de corte razonablemente para evitar una fuerza de corte excesiva y una temperatura de corte alta para evitar daños en la herramienta.

5) En la medida de lo posible, asegúrese de que el sistema de proceso tenga una mayor rigidez y reduzca las vibraciones.

6) Tome el método de operación correcto, intente que la herramienta no soporte o soporte la carga repentina lo menos posible.

Desgaste de herramientas

Las causas del desgaste se pueden dividir en:

1) Desgaste abrasivo

A menudo hay partículas diminutas con una dureza extremadamente alta en el material procesado, que pueden dibujar surcos en la superficie de la herramienta, lo que es el desgaste abrasivo. El desgaste abrasivo existe en todos los lados, y la cara de desprendimiento es la más obvia. Además, el desgaste del cáñamo puede ocurrir a varias velocidades de corte, pero para el corte a baja velocidad, debido a la temperatura de corte más baja, el desgaste causado por otras razones no es obvio, por lo que el desgaste abrasivo es la razón principal. Además, cuanto menor es la dureza de la herramienta, más grave es el desgaste abrasivo.

2) Desgaste por soldadura en frío

Al cortar, hay mucha presión y fuerte fricción entre la pieza de trabajo, el corte y las caras delantera y trasera, por lo que se producirá una soldadura en frío. Debido al movimiento relativo entre los pares de fricción, la soldadura en frío producirá grietas y se desviará por un lado, lo que provocará un desgaste por soldadura en frío. El desgaste por soldadura en frío es generalmente más serio a velocidades de corte moderadas. Según los experimentos, los metales quebradizos son más fuertes que los metales plásticos en resistencia a la soldadura en frío; los metales multifásicos son más pequeños que los metales unidireccionales; los compuestos metálicos tienen una menor tendencia a la soldadura en frío que las sustancias simples; y los elementos del grupo B en la tabla periódica de elementos químicos tienen una menor tendencia a la soldadura en frío con el hierro. La soldadura en frío de acero de alta velocidad y carburo cementado es más seria durante el corte a baja velocidad.

3) Desgaste por difusión

En el proceso de corte a alta temperatura y el contacto entre la pieza de trabajo y la herramienta, los elementos químicos de las dos partes se difunden entre sí en estado sólido, cambiando la composición y estructura de la herramienta, haciendo que la superficie de la herramienta sea frágil. y aumentando el desgaste de la herramienta. El fenómeno de difusión siempre mantiene la difusión continua de objetos con gradientes de profundidad altos a objetos con gradientes de profundidad bajos.

4) Desgaste oxidativo

Cuando la temperatura aumenta, la superficie de la herramienta se oxida para producir óxidos más blandos y el desgaste formado por la fricción de las virutas se denomina desgaste oxidativo. Por ejemplo, a 700 ℃ ~ 800 ℃, el oxígeno en el aire se oxidará con el cobalto, el carburo y el carburo de titanio en el carburo cementado para formar un óxido más suave; a 1000 ℃, el PCBN reaccionará químicamente con el vapor de agua.

Según la forma de desgaste, se puede dividir en:

1) Daños en la cara del rastrillo

Al cortar materiales plásticos a velocidades más altas, las partes de la cara de desprendimiento cercanas a la fuerza de corte se desgastarán en forma de media luna cóncava bajo la acción de las virutas, por lo que también se denomina desgaste de cráter. En la etapa temprana de desgaste, el ángulo de inclinación de la herramienta aumenta, lo que mejora las condiciones de corte y facilita el alabeo y la rotura de las virutas. Sin embargo, cuando la cavidad en forma de media luna aumenta aún más, la resistencia del filo de corte se debilita considerablemente, lo que eventualmente puede causar que el filo de corte colapse y se dañe. Caso. Al cortar materiales quebradizos o cortar materiales plásticos con una velocidad de corte más baja y un espesor de corte más delgado, generalmente no se producirá un desgaste por cráter.

2) Desgaste de la punta de la herramienta

El desgaste de la punta de la herramienta es el desgaste en la superficie del flanco del arco de la punta y la superficie del flanco secundario adyacente, y es la continuación del desgaste en la superficie del flanco de la herramienta. Debido a las malas condiciones de disipación de calor y la concentración de tensión, la velocidad de desgaste es más rápida que el flanco. A veces, en el flanco secundario se forman una serie de pequeñas ranuras con una distancia igual a la del avance, lo que se denomina desgaste de ranura. Son causados ​​principalmente por la capa endurecida y las líneas de corte en la superficie mecanizada. Cuando se cortan materiales difíciles de cortar con una alta tendencia al endurecimiento por trabajo, lo más probable es que se produzca un desgaste de las ranuras. El desgaste de la punta de la herramienta tiene el mayor impacto en la rugosidad de la superficie y la precisión de mecanizado de la pieza de trabajo.

3) Desgaste lateral

Al cortar materiales plásticos con un gran espesor de corte, es posible que la cara del flanco de la herramienta no haga contacto con la pieza de trabajo debido a la existencia de un filo de aportación. Además, normalmente la cara del flanco entrará en contacto con la pieza de trabajo y se formará una zona de desgaste con un ángulo de incidencia de 0 en la cara del flanco. Generalmente, en la mitad de la longitud de trabajo del borde de corte, el desgaste de incidencia es relativamente uniforme, por lo que el grado de desgaste de incidencia puede medirse por el ancho VB de la zona de desgaste de incidencia de la cuchilla. Dado que varios tipos de herramientas casi todas tienen desgaste de incidencia bajo diferentes condiciones de corte, especialmente cuando se cortan materiales frágiles o materiales plásticos con un espesor de corte más pequeño, el desgaste de la herramienta es principalmente desgaste de incidencia y la zona de desgaste La medida del ancho VB es relativamente simple, por lo que VB se suele utilizar para indicar el grado de desgaste de la herramienta. Cuanto mayor sea el VB, no solo aumentará la fuerza de corte y causará vibraciones de corte, sino que también afectará el desgaste del arco de la punta de la herramienta, lo que afectará la precisión del mecanizado y la calidad de la superficie mecanizada.

Astillamiento de herramientas

Causas y Soluciones De astillado de herramientas

1) Los grados y especificaciones de la hoja se seleccionaron incorrectamente, como que el grosor de la hoja es demasiado delgado o los grados que son demasiado duros y quebradizos se seleccionan para un mecanizado de desbaste.

Soluciones:Aumente el grosor de la hoja o instale la hoja en posición vertical y elija un grado con mayor resistencia a la flexión y tenacidad.

2) Selección incorrecta de los parámetros geométricos de la herramienta (como ángulos delantero y trasero demasiado grandes, etc.).

Soluciones:La herramienta se puede rediseñar a partir de los siguientes aspectos.

① Reduzca los ángulos delantero y trasero de forma adecuada.

② Use un ángulo de inclinación de hoja negativo más grande.

③ Reduzca el ángulo de posición.

④ Use un chaflán negativo más grande o un arco de corte.

⑤ Afila el borde de corte de transición para mejorar la punta de la herramienta.

3) El proceso de soldadura de la cuchilla es incorrecto, lo que provoca una tensión de soldadura excesiva o grietas en la soldadura.

Soluciones:

①Evite usar una estructura de ranuras para cuchillas con tres lados cerrados.

② Seleccione correctamente la soldadura.

③Evite usar llama de oxiacetileno para calentar la soldadura y manténgala caliente después de soldar para eliminar la tensión interna.

④ Use la estructura de sujeción mecánica tanto como sea posible.

4) El método de afilado incorrecto causará tensión de pulido y grietas de pulido; después de afilar la fresa PCBN, la vibración de los dientes es demasiado grande, lo que sobrecargará los dientes individuales y hará que la cuchilla golpee.

Soluciones:

①Utilice rectificado intermitente o rectificado con disco de diamante.

②Elija una muela abrasiva más suave y cúbrala con frecuencia para mantener la muela afilada.

③Preste atención a la calidad del afilado y controle estrictamente la vibración de los dientes del cortador.

5) La selección de la cantidad de corte no es razonable. Si la cantidad es demasiado grande, la máquina se tapará; cuando el corte intermitente, la velocidad de corte es demasiado alta, la velocidad de avance es demasiado grande y el margen en blanco es desigual, la profundidad de corte es demasiado pequeña; corte de acero con alto contenido de manganeso Para materiales con alta tendencia al endurecimiento por trabajo, la velocidad de avance es demasiado pequeña, etc.

Contramedida:Vuelva a seleccionar la cantidad de corte.

6) Razones estructurales como la superficie inferior irregular de la ranura de la herramienta de sujeción mecánica o la cuchilla demasiado extendida.

Soluciones:

① Recorte la superficie inferior de la ranura de la cuchilla.

② Organice razonablemente la posición de la boquilla de fluido de corte.

③El vástago endurecido agrega una junta de aleación dura debajo de la hoja.

7) Desgaste excesivo de herramientas.

Soluciones:Cambie la herramienta o el filo a tiempo.

8) El flujo de fluido de corte es insuficiente o el método de llenado es incorrecto, lo que hace que la hoja se caliente y se agriete.

Soluciones:

① Aumente el flujo de fluido de corte.

② Organice la posición de la boquilla de fluido de corte razonablemente.

③ Use métodos de enfriamiento efectivos, como el enfriamiento por aspersión, para mejorar el efecto de enfriamiento.

④ Use * corte para reducir el impacto en la hoja.

9) La herramienta está instalada incorrectamente, por ejemplo:la herramienta de corte está instalada demasiado alta o demasiado baja; la fresa frontal utiliza fresado asimétrico, etc.

Contramedida:Vuelva a instalar la herramienta.

10) La rigidez del sistema de proceso es demasiado pobre, lo que genera una vibración de corte excesiva.

Soluciones:

① Aumente el soporte auxiliar de la pieza de trabajo para mejorar la rigidez de la sujeción de la pieza de trabajo.

② Reduzca la longitud del voladizo de la herramienta.

③ Reduzca adecuadamente el ángulo de incidencia de la herramienta.

④ Utilice otras medidas antivibración.

11) Operación descuidada, como:Cuando la herramienta corta desde el medio de la pieza de trabajo, la acción es demasiado violenta; la herramienta no se ha retraído y se detiene inmediatamente.

Contramedida:Preste atención al método de operación.