Para centros de usinagem, ferramentas de corte são ferramentas consumíveis. Durante o processo de usinagem, elas serão danificadas, desgastadas e lascadas. Esses fenômenos são inevitáveis, mas também há razões controláveis, como operação irregular e não científica e manutenção inadequada. Somente encontrando a causa raiz o problema pode ser melhor resolvido.
Sintomas de quebra de ferramenta de corte
Micro Ctransporte de Crevelando Eborda
Quando a estrutura do material da peça de trabalho, dureza e tolerância são irregulares, o ângulo de ataque é muito grande, resultando em baixa resistência da aresta de corte. Quando o sistema de processo não é rígido o suficiente para produzir vibração, ou quando o corte intermitente é realizado e a qualidade da retificação é ruim, a aresta de corte é propensa a microcolapso. Ou seja, pequenos colapsos, lacunas ou descascamento ocorrem na área de corte. Quando isso acontece, a ferramenta perderá parte de sua capacidade de corte, mas ainda poderá continuar a funcionar. Durante o corte contínuo, a parte danificada da aresta de corte pode se expandir rapidamente, resultando em maiores danos.
Lascado Crevelando Edge ou TIP
Este tipo de dano geralmente ocorre em condições de corte mais severas do que o microlascamento da aresta de corte, ou é um desenvolvimento posterior do microlascamento. O tamanho e o alcance do lascamento são maiores do que o microlascamento, fazendo com que a ferramenta perca completamente sua capacidade de corte e tenha que parar de funcionar. O lascamento da ponta da ferramenta é frequentemente chamado de queda da ponta.
Quebrado Bcarregar ou Ctotal
Quando as condições de corte são extremamente ruins, a quantidade de corte é muito grande, há uma carga de impacto, há microfissuras na lâmina ou no material da ferramenta, há tensão residual na lâmina devido à soldagem e retificação, e fatores como operação descuidada podem fazer com que a lâmina ou a ferramenta quebre. Após essa forma de dano ocorrer, a ferramenta não pode mais ser usada e é descartada.
Lâmina Ssuperfície Pescapando
Para materiais muito frágeis, como carboneto cimentado com alto teor de TiC, cerâmica, PCBN, etc., há defeitos ou possíveis rachaduras na estrutura da superfície, ou existe tensão residual na superfície devido à soldagem e retificação. Quando o processo de corte não é estável o suficiente ou a superfície da ferramenta é submetida a tensão de contato alternada, é muito fácil causar descascamento da superfície. O descascamento pode ocorrer na face frontal da lâmina e na face traseira da lâmina. O material descascado é escamoso e a área descascada é grande. Ferramentas revestidas têm maior probabilidade de descascar. Após um leve descascamento, a lâmina pode continuar a funcionar, mas perderá sua capacidade de corte após um descascamento severo.
Plástico Deformação de Crevelando Parte
Aço ferramenta e aço rápido podem sofrer deformação plástica na parte de corte devido à sua baixa resistência e dureza. Quando o carboneto cimentado está trabalhando sob alta temperatura e estresse compressivo triaxial, o fluxo plástico também ocorrerá na superfície. Pode até mesmo fazer com que a aresta de corte ou ponta sofra deformação plástica e cause colapso. O colapso geralmente ocorre quando a quantidade de corte é grande e materiais duros são processados. O módulo elástico do carboneto cimentado à base de TiC é menor do que o do carboneto cimentado à base de WC, então a capacidade do primeiro de resistir à deformação plástica é acelerada, ou ele falha rapidamente. PCD e PCBN basicamente não sofrem deformação plástica.
Térmico Ctrasfega de Brapazes
Quando a ferramenta é submetida a cargas mecânicas e térmicas alternadas, a superfície da peça de corte inevitavelmente produzirá estresse térmico alternado devido à expansão e contração térmica repetidas, o que inevitavelmente causará fadiga e rachaduras na lâmina. Por exemplo, quando uma fresa de carboneto está fresando em alta velocidade, os dentes são constantemente submetidos a impactos periódicos e estresse térmico alternado, e rachaduras semelhantes a pentes são geradas na face frontal. Embora algumas ferramentas não tenham cargas alternadas óbvias e tensões alternadas. No entanto, devido à temperatura inconsistente da superfície e das camadas internas, o estresse térmico também será gerado. Além disso, há defeitos inevitáveis no material da ferramenta, então a lâmina também pode rachar. Após a formação da rachadura, a ferramenta pode às vezes continuar a funcionar por um período de tempo, e às vezes a rachadura se expande rapidamente, fazendo com que a lâmina quebre ou a superfície da lâmina descasque severamente.
Causas do desgaste da ferramenta
Abrasivo Corelha
Muitas vezes, há algumas partículas minúsculas extremamente duras no material processado, que podem arranhar ranhuras na superfície da ferramenta, o que é desgaste abrasivo. O desgaste abrasivo existe em todas as superfícies e é mais óbvio na aresta de corte frontal. E o desgaste do cânhamo pode ocorrer em todas as velocidades de corte. No entanto, para cortes de baixa velocidade, devido à baixa temperatura de corte, o desgaste causado por outros motivos não é óbvio, então o desgaste abrasivo é o principal motivo. Além disso, quanto menor a dureza da ferramenta, mais sério é o desgaste abrasivo do cânhamo.
Frio Celding Corelha
Durante o corte, há muita pressão e forte atrito entre a peça de trabalho, o corte e as bordas de corte frontal e traseira, então ocorrerá soldagem a frio. Devido ao movimento relativo entre os pares de atrito, a solda a frio quebrará e será levada por um lado, causando desgaste por soldagem a frio. O desgaste por soldagem a frio é geralmente mais sério em velocidades de corte médias. De acordo com experimentos, metais frágeis têm maior resistência à soldagem a frio do que metais plásticos. Metais multifásicos são menores do que metais unidirecionais. Compostos metálicos têm menos tendência à soldagem a frio do que substâncias únicas. A tendência à soldagem a frio de elementos do grupo B na tabela periódica química e ferro é pequena. Aço rápido e carboneto cimentado são mais sérios ao cortar em baixas velocidades.
Difusão Corelha
Durante o corte em alta temperatura e o contato entre a peça e a ferramenta, os elementos químicos de ambas as partes se difundem entre si no estado sólido, alterando a estrutura da composição da ferramenta. A superfície da ferramenta se torna frágil, o que agrava o desgaste da ferramenta. O fenômeno de difusão sempre mantém a difusão contínua de objetos com alto gradiente de profundidade para objetos com baixo gradiente de profundidade.
Por exemplo, a 800℃, o cobalto no carboneto cimentado difunde-se rapidamente nos cavacos e peças de trabalho, e o WC se decompõe em tungstênio e carbono e difunde-se no aço. Quando a ferramenta PCD está cortando materiais de aço e ferro, quando a temperatura de corte é superior a 800℃, os átomos de carbono no PCD serão transferidos para a superfície da peça de trabalho com uma grande intensidade de difusão para formar uma nova liga, e a superfície da ferramenta será grafitizada. O cobalto e o tungstênio difundem-se mais seriamente, e o titânio, o tântalo e o nióbio têm forte capacidade antidifusão. Portanto, o carboneto cimentado YT tem melhor resistência ao desgaste. Ao cortar cerâmica e PCBN, quando a temperatura é tão alta quanto 1000℃-1300℃, o desgaste por difusão não é significativo. Devido ao mesmo material, a peça de trabalho, os cavacos e as ferramentas gerarão potencial termoelétrico na área de contato durante o corte. Este potencial termoelétrico tem o efeito de promover a difusão e acelerar o desgaste da ferramenta. Este desgaste por difusão sob a ação do potencial termoelétrico é chamado de “desgaste termoelétrico”.
Oxidação Corelha
Quando a temperatura sobe, a superfície da ferramenta é oxidada para produzir óxidos mais macios, que são esfregados pelos cavacos e formados pelo desgaste da oxidação. Por exemplo, a 700℃~800℃, o oxigênio no ar reage com o cobalto, carboneto, carboneto de titânio, etc. no carboneto cimentado para formar óxidos mais macios. A 1000℃, o PCBN reage quimicamente com o vapor de água.
Forma de desgaste do inserto
Ancinho Fás Corelha
Ao cortar materiais plásticos em alta velocidade, a parte da face de inclinação fica próxima à força de corte. Sob a ação dos cavacos, ele se desgastará em um formato crescente, por isso também é chamado de desgaste crescente. No estágio inicial do desgaste, o ângulo de inclinação da ferramenta aumenta, o que melhora as condições de corte e é propício ao enrolamento e quebra dos cavacos. Mas quando o crescente é ainda mais ampliado, a resistência da aresta de corte é muito enfraquecida, e pode eventualmente fazer com que a aresta de corte quebre e danifique. Ao cortar materiais quebradiços ou cortar materiais plásticos em uma velocidade de corte mais baixa e uma espessura de corte mais fina, o desgaste crescente geralmente não ocorre.
Ferramenta TIP Corelha
O desgaste da ponta da ferramenta é o desgaste na face traseira do arco da ponta da ferramenta e na face traseira secundária adjacente, que é uma continuação do desgaste na face traseira da ferramenta. Devido às más condições de dissipação de calor aqui e à concentração de tensão, a taxa de desgaste é mais rápida do que na face traseira. Às vezes, uma série de pequenas ranhuras com um espaçamento igual à quantidade de avanço será formada na face traseira secundária, o que é chamado de desgaste da ranhura. Elas são causadas principalmente pela camada endurecida e linhas de corte na superfície usinada. Ao cortar materiais difíceis de cortar com uma forte tendência a endurecer, o desgaste da ranhura é mais provável de ocorrer. O desgaste da ponta da ferramenta tem o maior impacto na rugosidade da superfície da peça de trabalho e na precisão da usinagem.
Flanco Corelha
Ao cortar materiais plásticos com uma grande espessura de corte, a face do flanco da ferramenta pode não entrar em contato com a peça de trabalho devido à presença de aresta postiça. Além disso, a face do flanco geralmente entra em contato com a peça de trabalho, e uma faixa de desgaste com um ângulo de retorno de 0 é formada na face do flanco. Geralmente, no meio do comprimento de trabalho da aresta de corte, o desgaste da face do flanco é relativamente uniforme, então o grau de desgaste da face do flanco pode ser medido pela largura VB da faixa de desgaste da face do flanco da aresta de corte nesta seção.
Como todos os tipos de ferramentas quase todos sofrerão desgaste de flanco sob diferentes condições de corte. Em particular, ao cortar materiais quebradiços ou materiais plásticos com uma espessura de corte pequena, o desgaste da ferramenta é principalmente desgaste de flanco, e a medição da largura VB da faixa de desgaste é relativamente simples. Portanto, VB é geralmente usado para indicar o grau de desgaste da ferramenta. Quanto maior o VB, maior a força de corte e a vibração de corte. Também afetará o desgaste no arco da ponta da ferramenta, afetando assim a precisão da usinagem e a qualidade da superfície de usinagem.
Como evitar a quebra de ferramentas
- De acordo com as características dos materiais e peças processados, os tipos e graus de materiais de ferramentas devem ser razoavelmente selecionados. Sob a premissa de ter uma certa dureza e resistência ao desgaste, o material da ferramenta deve ter a tenacidade necessária.
- Selecione razoavelmente os parâmetros de geometria da ferramenta. Ajustando os ângulos dianteiro e traseiro, os ângulos de deflexão principal e secundário, os ângulos de inclinação da lâmina e outros ângulos. Certifique-se de que a aresta de corte e a ponta tenham boa resistência. A retificação de um chanfro negativo na aresta de corte é uma medida eficaz para evitar lascas.
- Garanta a qualidade da soldagem e retificação, e evite vários defeitos causados por soldagem e retificação ruins. As ferramentas usadas em processos-chave devem ser retificadas para melhorar a qualidade da superfície e verificar se há rachaduras.
- Selecione razoavelmente a quantidade de corte, evite força de corte excessiva e alta temperatura de corte para evitar danos à ferramenta.
- Certifique-se de que o sistema de processo tenha boa rigidez e reduza a vibração o máximo possível.
- Adote o método operacional correto para tentar fazer com que a ferramenta não suporte ou suporte menos carga repentina.
Causas e contramedidas de cavacos de ferramentas
1. Motivo: Seleção inadequada da marca e especificação da lâmina. Por exemplo, a espessura da lâmina é muito fina ou uma marca muito dura e quebradiça é selecionada durante o processamento bruto.
Contramedida: Aumente a espessura da lâmina ou instale-a verticalmente e selecione uma marca com maior resistência à flexão e tenacidade.
2. Causa: Seleção inadequada de parâmetros de geometria da ferramenta (como ângulos dianteiros e traseiros muito grandes, etc.).
- Contramedidas: A ferramenta pode ser redesenhada a partir dos seguintes aspectos.
- Reduza adequadamente os ângulos dianteiros e traseiros.
- Use um ângulo de inclinação de borda negativa maior.
- Reduza o ângulo de deflexão principal.
- Use um chanfro negativo maior ou um arco de aresta.
- Esmerilhe a aresta de corte de transição para fortalecer a ponta da ferramenta.
3. Motivo: O processo de soldagem do inserto está incorreto, resultando em tensão de soldagem excessiva ou rachaduras de soldagem.
Contramedidas:
- Evite usar uma estrutura de ranhura de lâmina fechada em três lados.
- Selecione a solda correta.
- Evite usar chama de oxiacetileno para aquecer a solda e mantenha-a aquecida após a soldagem para eliminar o estresse interno.
- Utilize uma estrutura de fixação mecânica sempre que possível.
4.Causa: Método de moagem impróprio causa estresse de moagem e rachaduras de moagem. A oscilação dos dentes da fresa PCBN é muito grande após a moagem, o que sobrecarrega os dentes individuais e também faz com que a fresa quebre.
Contramedidas:
- Utilize retificação intermitente ou retificação com disco de retificação diamantado.
- Escolha uma roda de amolar mais macia e limpe-a com frequência para mantê-la afiada.
- Preste atenção à qualidade da moagem e controle rigorosamente a oscilação dos dentes da fresa.
5.Causa: Seleção irracional de parâmetros de corte. Por exemplo, se a quantidade for muito grande, a máquina-ferramenta ficará presa. Ao cortar intermitentemente, a velocidade de corte é muito alta, a taxa de avanço é muito grande, a tolerância em branco é irregular e a profundidade de corte é muito pequena. Ao cortar materiais com alta tendência ao endurecimento por trabalho, como aço com alto teor de manganês, a taxa de avanço é muito pequena, etc.
Contramedidas: Selecione novamente os parâmetros de corte.
6. Razões estruturais, como superfície inferior irregular da ranhura da ferramenta de fixação mecânica ou extensão excessiva da lâmina.
Contramedidas:
- Fixe a superfície inferior da ranhura da ferramenta.
- Organize razoavelmente a posição do bico do fluido de corte.
- A barra de ferramentas temperada adiciona juntas de carboneto sob a lâmina.
7.Causa: Desgaste excessivo da ferramenta.
Contramedidas: Troque a ferramenta ou substitua o fio de corte a tempo.
8. Causa: Fluxo insuficiente de fluido de corte ou método de enchimento incorreto faz com que a lâmina aqueça repentinamente e rache.
Contramedidas:
- Aumente o fluxo do fluido de corte.
- Organize razoavelmente a posição do bico do fluido de corte.
- Use métodos de resfriamento eficazes, como resfriamento por spray, para melhorar o efeito de resfriamento.
- Use o corte para reduzir o impacto na lâmina.
9.Causa: Instalação inadequada da ferramenta. Por exemplo, a ferramenta de torneamento de corte está instalada muito alta ou muito baixa. fresa final usa fresamento assimétrico para baixo, etc.
Contramedida: Reinstale a ferramenta.
10. Causa: A rigidez do sistema de processo é muito baixa, resultando em vibração de corte excessiva.
Contramedida:
- Aumente o suporte auxiliar da peça de trabalho e melhore a rigidez da fixação da peça de trabalho.
- Reduza o comprimento do balanço da ferramenta.
- Reduza adequadamente o ângulo traseiro da ferramenta.
- Use outras medidas de eliminação de vibração.
11.Causa: Operação descuidada. Por exemplo, quando a ferramenta corta do meio da peça de trabalho, a ação é muito violenta. Pare a máquina antes de retrair a ferramenta.
Contramedida: Preste atenção ao método de operação.
Causas, características e medidas de controle da borda acumulada
Causa de Finformação
Na parte próxima à aresta de corte, na área de contato ferramenta-cavaco, devido à grande pressão descendente, o metal da camada inferior do cavaco é embutido nos picos e vales microscópicos irregulares na aresta de corte frontal, formando um contato metal-metal real sem folgas e causando colagem. Esta parte da área de contato ferramenta-cavaco é chamada de área de colagem. Na área de colagem, uma fina camada de material metálico será acumulada na aresta de corte frontal da camada inferior do cavaco. O material metálico desta parte do cavaco sofreu deformação severa e é reforçado em uma temperatura de corte apropriada. À medida que os cavacos continuam a fluir para fora, sob o impulso do fluxo de corte subsequente, esta camada de material acumulado deslizará em relação à camada superior dos cavacos e sairá, tornando-se a base da aresta construída. Posteriormente, uma segunda camada de material de corte acumulado se formará sobre ela, e esta acumulação contínua formará uma aresta construída.
Características e EUinfluência sobre Crevelando
- A dureza é 1,5~2,0 vezes maior do que a do material da peça de trabalho. Pode substituir a face de inclinação para corte, o que tem o efeito de proteger a aresta de corte e reduzir o desgaste da face de inclinação. No entanto, quando a aresta construída cai, os fragmentos que fluem através da área de contato ferramenta-peça de trabalho causarão desgaste na face traseira da ferramenta.
- Após a formação da aresta postiça, o ângulo de ataque de trabalho da ferramenta aumenta significativamente, o que desempenha um papel positivo na redução da deformação do cavaco e na redução da força de corte.
- Como a aresta postiça se projeta além da aresta de corte, a profundidade real do corte aumenta, afetando a precisão dimensional da peça de trabalho.
- A aresta postiça causará um fenômeno de “arado” na superfície da peça de trabalho, afetando a rugosidade da superfície da peça de trabalho.
- Os fragmentos da aresta postiça aderirão ou se incrustarão na superfície da peça de trabalho, formando pontos duros, afetando a qualidade da superfície usinada da peça de trabalho.
A partir da análise acima, pode-se observar que a aresta postiça não é propícia ao corte, especialmente para acabamento.
Controlar Mmedidas
A formação de bordas bloqueadas pode ser evitada impedindo que o material subjacente do chip se ligue ou se deforme e se fortaleça com a borda de corte frontal. As seguintes medidas podem ser tomadas para esse propósito.
- Reduza a aspereza da aresta de corte frontal.
- Aumente o ângulo de inclinação da ferramenta.
- Reduza a espessura do corte.
- Use corte em baixa velocidade ou corte em alta velocidade para evitar velocidades de corte propensas à formação de arestas postiças.
- Realize tratamento térmico adequado no material da peça de trabalho para aumentar sua dureza e reduzir a plasticidade.
- Utilize fluido de corte com bom desempenho antiaderente (como fluido de corte de extrema pressão contendo enxofre e cloro).
