Para centros de mecanizado, herramientas de corte Son herramientas consumibles. Durante el proceso de mecanizado, se dañan, desgastan y astillan. Estos fenómenos son inevitables, pero también existen razones controlables, como un funcionamiento poco científico e irregular y un mantenimiento inadecuado. Solo identificando la causa raíz se puede resolver el problema.
Síntomas de rotura de la herramienta de corte
Micro Csalto de Ccortando midge
Cuando la estructura, dureza y tolerancia del material de la pieza de trabajo son desiguales, el ángulo de ataque es demasiado grande, lo que resulta en una baja resistencia del filo. Si el sistema de proceso no es lo suficientemente rígido como para generar vibraciones, o si el corte es intermitente y la calidad del rectificado es deficiente, el filo es propenso a microcolapsos. Es decir, se producen pequeños colapsos, huecos o desprendimientos en la zona de corte. En este caso, la herramienta pierde parte de su capacidad de corte, pero puede seguir funcionando. Durante el corte continuo, la parte dañada del filo puede expandirse rápidamente, lo que resulta en un daño mayor.
Astillado Ccortando midge o tIP
Este tipo de daño suele ocurrir en condiciones de corte más severas que el microastillado del filo, o es una evolución del microastillado. El tamaño y la extensión del astillado son mayores que los del microastillado, lo que provoca que la herramienta pierda completamente su capacidad de corte y tenga que dejar de funcionar. El astillado de la punta de la herramienta se suele denominar caída de la punta.
Roto Bcargado o Cpronunciar
Cuando las condiciones de corte son extremadamente adversas, la cantidad de corte es excesiva, existe una carga de impacto, se presentan microfisuras en la hoja o el material de la herramienta, existe tensión residual en la hoja debido a la soldadura y el rectificado, y factores como un manejo descuidado pueden provocar la rotura de la hoja o la herramienta. Tras este tipo de daño, la herramienta ya no se puede utilizar y se desecha.
Cuchilla Ssuperficie PAGanguila
En materiales muy frágiles, como el carburo cementado con alto contenido de TiC, la cerámica, el PCBN, etc., existen defectos o posibles grietas en la estructura superficial, o existe tensión residual en la superficie debido a la soldadura y el rectificado. Cuando el proceso de corte no es lo suficientemente estable o la superficie de la herramienta está sometida a tensiones de contacto alternas, es muy fácil que se produzca desprendimiento superficial. Este desprendimiento puede ocurrir tanto en la cara frontal como en la posterior de la cuchilla. El material desprendido es escamoso y la superficie desprendida es amplia. Las herramientas recubiertas son más propensas a desprendimiento. Tras un desprendimiento leve, la cuchilla puede seguir funcionando, pero perderá su capacidad de corte tras un desprendimiento intenso.
Plástico Deformación de Ccortando PAGarte
El acero para herramientas y el acero de alta velocidad pueden sufrir deformación plástica en la pieza de corte debido a su baja resistencia y dureza. Cuando el carburo cementado trabaja a alta temperatura y bajo tensión de compresión triaxial, también se produce fluencia plástica en la superficie. Esto puede incluso provocar deformación plástica en el filo o la punta, provocando su colapso. El colapso generalmente ocurre cuando la cantidad de corte es grande y se procesan materiales duros. El módulo elástico del carburo cementado a base de TiC es menor que el del carburo cementado a base de WC, por lo que su capacidad para resistir la deformación plástica se acelera o falla rápidamente. El PCD y el PCBN básicamente no sufren deformación plástica.
Térmico Ctrasiego de Bcargas
Cuando la herramienta se somete a cargas mecánicas y térmicas alternas, la superficie de la pieza de corte inevitablemente producirá tensiones térmicas alternas debido a la expansión y contracción térmica repetidas, lo que inevitablemente causará fatiga y agrietamiento de la hoja. Por ejemplo, cuando una fresa de carburo fresa a alta velocidad, los dientes están constantemente sometidos a impactos periódicos y tensiones térmicas alternas, y se generan grietas tipo peine en la cara frontal. Aunque algunas herramientas no tienen cargas y tensiones alternas evidentes, debido a la temperatura inconsistente de la superficie y las capas internas, también se generará tensión térmica. Además, existen defectos inevitables en el material de la herramienta, por lo que la hoja 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 la grieta se expande rápidamente, causando la rotura de la hoja o el desprendimiento severo de la superficie de la hoja.
Causas del desgaste de las herramientas
Abrasivo W.oreja
A menudo, el material procesado contiene partículas diminutas y extremadamente duras que pueden rayar las ranuras de la superficie de la herramienta, lo que se conoce como desgaste abrasivo. El desgaste abrasivo se presenta en todas las superficies, siendo más evidente en el filo frontal. El desgaste por cáñamo puede ocurrir a cualquier velocidad de corte. Sin embargo, a baja velocidad, debido a la baja temperatura de corte, el desgaste causado por otras causas no es evidente, por lo que el desgaste abrasivo es la causa principal. Además, cuanto menor sea la dureza de la herramienta, mayor será el desgaste por cáñamo.
Frío W.Envejecimiento W.oreja
Durante el corte, existe mucha presión y una fuerte fricción entre la pieza de trabajo, el corte y los filos frontal y posterior, por lo que se producirá soldadura en frío. Debido al movimiento relativo entre los pares de fricción, la soldadura en frío se romperá y será arrastrada por un lado, causando desgaste por soldadura en frío. El desgaste por soldadura en frío generalmente es más grave a velocidades de corte medias. Según experimentos, los metales frágiles tienen mayor resistencia a la soldadura en frío que los metales plásticos. Los metales multifásicos son más pequeños que los metales unidireccionales. Los compuestos metálicos tienen menos tendencia a la soldadura en frío que las sustancias individuales. La tendencia a la soldadura en frío de los elementos del grupo B en la tabla periódica química y del hierro es pequeña. El acero de alta velocidad y el carburo cementado son más graves al cortar a bajas velocidades.
Difusión W.oreja
Durante el corte a alta temperatura y el contacto entre la pieza y la herramienta, los elementos químicos de ambas partes se difunden entre sí en estado sólido, modificando la composición de la herramienta. La superficie de la herramienta se vuelve frágil, lo que agrava su desgaste. El fenómeno de difusión mantiene la difusión continua de objetos con gradientes de profundidad altos a objetos con gradientes de profundidad bajos.
Por ejemplo, a 800 °C, el cobalto del carburo cementado se difunde rápidamente en las virutas y piezas de trabajo, mientras que el WC se descompone en tungsteno y carbono, y se difunde en el acero. Al cortar acero y hierro con herramientas de PCD, a temperaturas de corte superiores a 800 °C, los átomos de carbono del PCD se transfieren a la superficie de la pieza con una gran intensidad de difusión, formando una nueva aleación, y la superficie de la herramienta se grafitiza. El cobalto y el tungsteno se difunden con mayor intensidad, mientras que el titanio, el tántalo y el niobio presentan una fuerte capacidad antidifusión. Por lo tanto, el carburo cementado YT ofrece una mejor resistencia al desgaste. Al cortar cerámica y PCBN, a temperaturas de entre 1000 °C y 1300 °C, el desgaste por difusión no es significativo. Al ser el mismo material, la pieza, las virutas y las herramientas generan un potencial termoeléctrico en la zona de contacto durante el corte. Este potencial termoeléctrico promueve la difusión y acelera el desgaste de la herramienta. Este desgaste por difusión bajo la acción del potencial termoeléctrico se denomina “desgaste termoeléctrico”.
Oxidación W.oreja
Al aumentar la temperatura, la superficie de la herramienta se oxida, produciendo óxidos más blandos, que son rozados por las virutas y formados por desgaste por oxidación. Por ejemplo, a 700 °C-800 °C, el oxígeno del aire reacciona con el cobalto, el carburo, el carburo de titanio, etc., del carburo cementado, para formar óxidos más blandos. A 1000 °C, el PCBN reacciona químicamente con el vapor de agua.
Forma de desgaste del inserto
Rastrillo Fas W.oreja
Al cortar materiales plásticos a alta velocidad, la parte de la cara de ataque cercana a la fuerza de corte, bajo la acción de las virutas, se desgasta adoptando una forma creciente, también conocida como desgaste creciente. En la etapa inicial del desgaste, el ángulo de ataque de la herramienta aumenta, lo que mejora las condiciones de corte y favorece la curvatura y rotura de las virutas. Sin embargo, al aumentar aún más el ángulo creciente, la resistencia del filo se debilita considerablemente, pudiendo eventualmente romperse y dañarse. Al cortar materiales frágiles o plásticos a menor velocidad y con un espesor de corte más fino, generalmente no se produce desgaste creciente.
Herramienta tIP W.oreja
El desgaste de la punta de la herramienta se produce en la cara posterior del arco de la punta y la cara posterior secundaria adyacente, que es una continuación del desgaste en la cara posterior de la herramienta. Debido a las malas condiciones de disipación de calor en esta zona y a la concentración de tensiones, el desgaste es mayor que en la cara posterior. En ocasiones, se forma una serie de pequeñas ranuras con una separación igual a la cantidad de avance en la cara posterior secundaria, lo que se denomina desgaste de ranura. Este desgaste se debe principalmente a la capa endurecida y las líneas de corte en la superficie mecanizada. Al cortar materiales difíciles de mecanizar con una fuerte tendencia al endurecimiento, es más probable que se produzca desgaste de ranura. El desgaste de la punta de la herramienta tiene el mayor impacto en la rugosidad de la superficie de la pieza de trabajo y la precisión del mecanizado.
Flanco W.oreja
Al cortar materiales plásticos con un gran espesor de corte, es posible que la cara del flanco de la herramienta no entre en contacto con la pieza debido a la presencia de recrecimiento en el filo. Además, la cara del flanco suele entrar en contacto con la pieza, formándose en ella una banda de desgaste con un ángulo de retroceso de 0°. Generalmente, en la mitad de la longitud de trabajo del filo, el desgaste de la cara del flanco es relativamente uniforme, por lo que su grado de desgaste se puede medir mediante el ancho VB de la banda de desgaste de la cara del flanco del filo en esta sección.
Dado que casi todos los tipos de herramientas experimentan desgaste de flanco en diferentes condiciones de corte, en particular al cortar materiales frágiles o plásticos con un espesor de corte pequeño, el desgaste de la herramienta se produce principalmente por flanco, y la medición del ancho VB de la banda de desgaste es relativamente sencilla. Por lo tanto, VB se utiliza habitualmente para indicar el grado de desgaste de la herramienta. Cuanto mayor sea VB, mayor será la fuerza y la vibración de corte. Esto también afectará el desgaste en el arco de la punta de la herramienta, lo que afectará la precisión y la calidad superficial del mecanizado.
Cómo prevenir la rotura de herramientas
- Según las características de los materiales y piezas procesados, se deben seleccionar razonablemente los tipos y grados de materiales para herramientas. Bajo la premisa de poseer una dureza y resistencia al desgaste determinadas, el material de la herramienta debe poseer la tenacidad necesaria.
- Seleccione razonablemente los parámetros geométricos de la herramienta. Ajuste los ángulos frontal y posterior, los ángulos de deflexión principal y secundaria, los ángulos de inclinación de la cuchilla y otros ángulos. Asegúrese de que el filo y la punta tengan buena resistencia. Rectificar un chaflán negativo en el filo es una medida eficaz para evitar el astillado.
- Asegúrese de la calidad de la soldadura y el rectificado, y evite diversos defectos causados por soldaduras y rectificados deficientes. Las herramientas utilizadas en procesos clave deben rectificarse para mejorar la calidad de la superficie y detectar grietas.
- Seleccione razonablemente la cantidad de corte, evite la fuerza de corte excesiva y la temperatura de corte alta para evitar dañar la herramienta.
- Asegúrese de que el sistema de proceso tenga buena rigidez y reduzca la vibración tanto como sea posible.
- Adopte el método de operación correcto para intentar que la herramienta no soporte o soporte menos carga repentina.
Causas y contramedidas para las virutas de las herramientas
1. Motivo: Selección incorrecta de la marca y las especificaciones de la cuchilla. Por ejemplo, el grosor de la cuchilla es demasiado fino o se selecciona una marca demasiado dura y quebradiza durante el procesamiento en bruto.
Contramedida: Aumente el grosor de la cuchilla o instálela verticalmente y seleccione una marca con mayor resistencia a la flexión y tenacidad.
2. Causa: Selección incorrecta de los parámetros de geometría de la herramienta (como ángulos frontales y traseros demasiado grandes, etc.).
- Contramedidas: La herramienta se puede rediseñar desde los siguientes aspectos.
- Reducir adecuadamente los ángulos delantero y trasero.
- Utilice un ángulo de inclinación del borde negativo más grande.
- Reducir el ángulo de deflexión principal.
- Utilice un chaflán negativo o un arco de borde más grande.
- Afilar el filo de transición para reforzar la punta de la herramienta.
3. Motivo: El proceso de soldadura del inserto es incorrecto, lo que genera una tensión de soldadura excesiva o grietas en la soldadura.
Contramedidas:
- Evite utilizar una estructura de ranura de cuchilla que esté cerrada en tres lados.
- Seleccione la soldadura correcta.
- Evite utilizar llama oxiacetilénica para calentar la soldadura y manténgala caliente después de soldar para eliminar la tensión interna.
- Utilice una estructura de sujeción mecánica tanto como sea posible.
4. Causa: Un método de rectificado inadecuado provoca tensiones y grietas. La oscilación de los dientes de la fresa PCBN es excesiva después del rectificado, lo que sobrecarga los dientes individuales y provoca la rotura de la fresa.
Contramedidas:
- Utilice un esmeril intermitente o una muela de diamante para esmerilar.
- Elija una muela abrasiva más suave y límpiela con frecuencia para mantenerla afilada.
- Preste atención a la calidad del rectificado y controle estrictamente la oscilación de los dientes de la fresa.
5. Causa: Selección incorrecta de los parámetros de corte. Por ejemplo, si la cantidad es demasiado grande, la máquina herramienta se atasca. En cortes intermitentes, la velocidad de corte es demasiado alta, el avance es demasiado grande, la tolerancia de la pieza en bruto es desigual y la profundidad de corte es demasiado pequeña. Al cortar materiales con alta tendencia al endurecimiento por deformación, como el acero con alto contenido de manganeso, el avance es demasiado bajo, etc.
Contramedidas: Vuelva a seleccionar los parámetros de corte.
6. Razones estructurales como una superficie inferior irregular de la ranura de la herramienta de sujeción mecánica o una extensión excesiva de la hoja.
Contramedidas:
- Fije la superficie inferior de la ranura de la herramienta.
- Organice razonablemente la posición de la boquilla del fluido de corte.
- La barra de herramientas endurecida agrega juntas de carburo debajo de la hoja.
7.Causa: Desgaste excesivo de la herramienta.
Contramedidas: Cambiar la herramienta o sustituir el filo a tiempo.
8. Causa: El flujo insuficiente de fluido de corte o el método de llenado incorrecto provocan que la hoja se caliente repentinamente y se agriete.
Contramedidas:
- Aumente el flujo de fluido de corte.
- Organice razonablemente la posición de la boquilla del fluido de corte.
- Utilice métodos de enfriamiento efectivos, como el enfriamiento por aspersión, para mejorar el efecto de enfriamiento.
- Utilice el corte para reducir el impacto en la cuchilla.
9. Causa: Instalación incorrecta de la herramienta. Por ejemplo, la herramienta de corte y torneado está instalada demasiado alta o demasiado baja. molino de extremo utiliza fresado descendente asimétrico, etc.
Contramedida: reinstalar la herramienta.
10. Causa: La rigidez del sistema de proceso es demasiado deficiente, lo que genera una vibración de corte excesiva.
Contramedida:
- Aumente el soporte auxiliar de la pieza de trabajo y mejore la rigidez de la sujeción de la pieza de trabajo.
- Reducir la longitud del voladizo de la herramienta.
- Reducir adecuadamente el ángulo posterior de la herramienta.
- Utilice otras medidas de eliminación de vibraciones.
11. Causa: Operación descuidada. Por ejemplo, cuando la herramienta corta desde el centro de la pieza, la acción es demasiado violenta. Detenga la máquina antes de retraer la herramienta.
Contramedida: Preste atención al método de operación.
Causas, características y medidas de control del recrecimiento del borde
Causa de Finformación
En la zona cercana al filo de corte, en la zona de contacto herramienta-viruta, debido a la gran presión descendente, el metal de la capa inferior de la viruta se incrusta en los picos y valles irregulares microscópicos del filo de corte frontal, formando un contacto metal-metal sin fisuras y provocando la adhesión. Esta zona de contacto herramienta-viruta se denomina zona de adhesión. En esta zona, se acumula una fina capa de metal en el filo de corte frontal de la capa inferior de la viruta. El metal de esta zona de la viruta ha sufrido una deformación severa y se ha reforzado a una temperatura de corte adecuada. A medida que la viruta continúa fluyendo, bajo la presión del flujo de corte posterior, esta capa de material acumulado se desliza respecto a la capa superior y se separa, convirtiéndose en la base del filo reforzado. Posteriormente, se forma sobre ella una segunda capa de material de corte acumulado, y esta acumulación continua forma el filo reforzado.
Características y Iinfluencia en Ccortando
- Su dureza es de 1,5 a 2,0 veces superior a la del material de la pieza. Puede sustituir la cara de ataque para el corte, lo que protege el filo y reduce su desgaste. Sin embargo, cuando el filo reconstruido se desprende, los fragmentos que fluyen a través del área de contacto entre la herramienta y la pieza desgastan la cara posterior de la herramienta.
- Una vez formado el borde reforzado, el ángulo de ataque de trabajo de la herramienta aumenta significativamente, lo que juega un papel positivo en la reducción de la deformación de la viruta y la reducción de la fuerza de corte.
- Debido a que el borde reforzado sobresale más allá del borde de corte, la profundidad de corte real aumenta, lo que afecta la precisión dimensional de la pieza de trabajo.
- El borde acumulado provocará un fenómeno de “arado” en la superficie de la pieza de trabajo, lo que afectará la rugosidad de la superficie de la pieza de trabajo.
- Los fragmentos del borde reforzado se adherirán o incrustarán en la superficie de la pieza de trabajo para formar puntos duros, lo que afectará la calidad de la superficie mecanizada de la pieza de trabajo.
Del análisis anterior se desprende que el borde reforzado no es propicio para el corte, especialmente para el acabado.
Control METROmedidas
La formación de bordes bloqueados se puede evitar evitando que el material subyacente de la viruta se adhiera o deforme, y reforzándose con el filo frontal. Para ello, se pueden tomar las siguientes medidas.
- Reducir la rugosidad del filo frontal.
- Aumente el ángulo de inclinación de la herramienta.
- Reducir el espesor de corte.
- Utilice un corte a baja o alta velocidad para evitar velocidades de corte que sean propensas a formar bordes acumulados.
- Realizar un tratamiento térmico adecuado en el material de la pieza de trabajo para aumentar su dureza y reducir su plasticidad.
- Utilice un fluido de corte con un buen rendimiento antiadherente (como un fluido de corte de presión extrema que contenga azufre y cloro).
