Na usinagem CNC, o desgaste de fresas finais afeta diretamente a qualidade da usinagem e a eficiência da produção. As causas da falha por desgaste de fresas incluem desgaste da borda frontal, borda traseira e limite da ferramenta, e cada modo de desgaste tem um mecanismo de formação específico. Os fenômenos de desgaste envolvem múltiplos aspectos, como contato mecânico, física, difusão e química, e também incluem quebra plástica repentina e quebra quebradiça. O desgaste da fresa pode ser dividido em desgaste inicial, desgaste normal e estágios de desgaste agudo, e é crucial julgar a vida útil da ferramenta de acordo com o padrão de embotamento. Embora existam muitos métodos para estimar a vida útil da ferramenta, o método de julgamento que reflete com precisão a condição real de desgaste ainda precisa ser desenvolvido para atingir a otimização do custo da ferramenta e melhorar a eficiência da produção.
O local de desgaste da ferramenta
Desgaste da borda frontal e da ponta da fresa. Ao fresar materiais plásticos em alta velocidade, o alto calor formado no material plástico fará com que o fenômeno de desgaste crescente se forme na borda frontal da fresa. A zona de alto calor gerada pela superfície de desgaste de contato tem mais probabilidade de ocorrer e se espalhar. Quando o crescente na fresa se desenvolve até a borda da ferramenta, a dureza da lâmina diminui significativamente, resultando em quebra. Atualmente, KT representa a profundidade máxima do fenômeno de desgaste crescente que ocorre na borda frontal.
Desgaste na borda traseira. Ao fresar uma peça de trabalho em CNC, a superfície de transição da peça de trabalho entra em contato com a parte traseira da ferramenta, e a tensão de contato muda repentinamente, de uma grande tensão de corte para uma zona de transição de corte muito pequena. A tensão gerada na borda traseira é grande, formando desgaste na borda traseira da ferramenta. A faixa de desgaste na borda traseira é menos uniforme, e há grandes tendências e flutuações.
Desgaste simultâneo ou desgaste de limite nas bordas frontal e traseira da fresa. O desgaste simultâneo das bordas frontal e traseira da fresa ocorre principalmente ao cortar rugosidade plástica. Este fenômeno ocorrerá quando seu hD=0,1~0,5 mm; o chamado desgaste ou desgaste de limite se refere ao fato de que ao cortar peças de trabalho com rugosidade superficial ruim, como peças de aço fundido com maior dureza, forjados em bruto, etc., ranhuras mais profundas são frequentemente desgastadas nas bordas de corte principais e secundárias. Existem duas razões para o desgaste de limite:
- Durante a fresagem CNC, a tensão da aresta de corte principal e da aresta de corte de contato da peça de trabalho não é igual, e a tensão flutua muito, o que causa grande tensão na ferramenta. Ao mesmo tempo, uma temperatura de corte mais alta se acumula na aresta frontal, enquanto outras peças de corte são bem resfriadas, resultando em um gradiente de alta temperatura e tensão de corte excessiva, o que causa desgaste de limite na aresta traseira principal.
- Sob a ação do endurecimento por trabalho, a aresta de corte secundária se torna mais fina até zero, fazendo com que a aresta frontal deslize, e o desgaste de contorno é refletido na aresta traseira secundária.
Causas típicas de desgaste de fresas
Efeito de desgaste por contato mecânico - desgaste de ponta dura. Carbonetos, nitretos, óxidos formados na superfície do blank e materiais endurecidos ou fenômenos de endurecimento formados por endurecimento por trabalho, aresta postiça, etc. arranham a superfície da peça de corte da fresa, formando uma série de ranhuras de desgaste chamadas desgaste de ponta dura, que é a principal causa do desgaste da ferramenta de fresagem de baixa velocidade.
Efeito de desgaste físico-desgaste adesivo. Sob alta pressão e alta temperatura, os átomos e cristais de materiais com menor dureza, como blanks, aderem à fresa. Quando há defeitos como vazios e pontos moles locais dentro do material da fresa, o material da ferramenta no ponto de ligação é eventualmente rasgado. A afinidade entre a ferramenta e o material do blank, temperatura de corte, taxa de dureza, formato da superfície da ferramenta e outros fatores são os principais fatores que determinam o desgaste de ligação.
Desgaste por difusão. Devido à alta velocidade de corte da fresagem CNC, ela é frequentemente acompanhada por temperaturas mais altas, e temperaturas mais altas levarão à instabilidade química de vários materiais, como reações químicas entre diferentes materiais dentro da fresa e reações químicas entre diferentes materiais no contato entre a peça bruta e a fresa.
Desgaste químico. O chamado desgaste químico é causado principalmente pelo fato de que, sob condições de alta temperatura de fresamento, oxigênio, fluido de corte, etc. são fáceis de reagir quimicamente com o material da ferramenta, resultando em uma diminuição na dureza da ferramenta e desgaste acelerado da ferramenta. Esse fenômeno é chamado de dano químico.
Danos repentinos em fresas
Plástico Damador de fresas de topo
- Enrolamento de aresta. Enrolamento de aresta é uma forma de dano repentino que é fácil de ocorrer em ferramentas de alta dureza, como aço de ferramenta de alta velocidade, durante processamento fino.
- Protuberância da lâmina. Quando fresas feitas de aço para ferramentas, aço para ferramentas de alta velocidade e outros materiais estão processando materiais duros ou quando a quantidade de corte é muito grande, uma protuberância repentina ocorrerá entre as partes de corte dianteiras e traseiras.
Frágil Damador de fresas de topo
- Devido a defeitos de fabricação, como microfissuras internas, as fresas de carboneto podem derrubar um pequeno pedaço da lâmina sob condições de corte intermitentes de fresamento CNC, o que não afeta o processamento contínuo. Esse fenômeno é chamado de lascamento de borda. Embora esse fenômeno não interrompa o processamento em curto prazo, ele fará com que a qualidade da superfície do processamento se deteriore drasticamente.
- Quebra é um fenômeno de quebra repentina que ocorre na ponta ou na aresta de corte principal da fresa CNC. A fresa não pode ser retificada novamente depois que isso acontece.
Estágios de desgaste de ferramentas e padrões de embotamento
Ferramenta Corelha Stags
Estágio de desgaste inicial. Causado principalmente por defeitos internos da nova ferramenta, a lâmina é mais afiada, a superfície de contato com o blank é pequena e o estresse é mais concentrado na ponta da ferramenta, resultando em desgaste mais rápido da ponta da ferramenta.
Estágio de desgaste normal. Durante este estágio, uma vez que a ferramenta passou pelo período de amaciamento, a ponta da ferramenta foi suavizada, o contato entre a ferramenta e o blank é relativamente uniforme, e a força por unidade de área é pequena, então o desgaste é lento, que é a vida principal da ferramenta para processamento eficaz.
Estágio de desgaste rápido. O desgaste da ferramenta se acumula ao longo do tempo, acompanhado por um rápido aumento na força de corte e na temperatura de corte, e o desgaste da ferramenta aumenta repentinamente e é acompanhado por ruído e outros fenômenos
Ferramenta Bagachamento Spadrão
Após o desgaste da ferramenta, isso inevitavelmente afetará o efeito do processamento, como raspagem da peça de trabalho, redução da rugosidade da superfície e redução da precisão do tamanho e da forma. Portanto, é necessário especificar uma quantidade máxima de desgaste permitida da fresa de acordo com as condições de processamento do corte de ferro, que é o padrão de embotamento. O padrão de embotamento pode ser ajustado de acordo com diferentes ocasiões de processamento, como processamento bruto e fino.
Atualmente, os dois métodos acima de vida útil da ferramenta só podem descrever a vida útil da ferramenta de uma perspectiva econômica ou de uma perspectiva de produtividade e combinados com a experiência, mas não monitoram corretamente a vida útil da ferramenta a partir das condições reais de desgaste da ferramenta. Portanto, sob a premissa de maximizar a economia de custos da ferramenta e garantir a produtividade, é inevitável desenvolver um método que possa julgar corretamente a vida útil da ferramenta com base no desgaste real da ferramenta.
