При обработке на станках с ЧПУ износ концевые фрезы напрямую влияет на качество обработки и эффективность производства. Причины выхода из строя фрез из-за износа включают износ передней кромки, задней кромки и границы инструмента, и каждый режим износа имеет определенный механизм образования. Явления износа включают в себя множество аспектов, таких как механический контакт, физика, диффузия и химия, а также включают внезапный пластический разрыв и хрупкий разрыв. Износ фрез можно разделить на начальный износ, нормальный износ и стадии острого износа, и крайне важно оценивать срок службы инструмента в соответствии со стандартом затупления. Хотя существует множество методов оценки срока службы инструмента, метод оценки, который точно отражает фактическое состояние износа, еще предстоит разработать для достижения оптимизации затрат на инструмент и повышения эффективности производства.
Место износа инструмента
Износ передней кромки и кончика фрезы. При фрезеровании пластиковых материалов на высокой скорости высокая температура, образующаяся в пластиковом материале, приведет к образованию явления серповидного износа на передней кромке фрезы. Зона высокого тепла, создаваемая контактной поверхностью износа, вероятнее всего возникнет и распространится вокруг. Когда серповидный выступ на фрезе развивается до края инструмента, твердость лезвия значительно снижается, что приводит к поломке. В настоящее время KT представляет максимальную глубину явления серповидного износа, возникающего на передней кромке.
Износ задней кромки. При фрезеровании заготовки на станке с ЧПУ переходная поверхность заготовки соприкасается с задней частью инструмента, и контактное напряжение резко меняется от большого напряжения резания до очень маленькой переходной зоны резания. Деформация, возникающая на задней кромке, велика, образуя износ задней кромки инструмента. Полоса износа на задней кромке менее равномерна, и существуют большие тенденции и колебания.
Одновременный износ или граничный износ на передней и задней кромках фрезы. Одновременный износ передней и задней кромок фрезы в основном происходит при резке пластической шероховатости. Это явление возникнет, когда ее hD=0,1~0,5 мм; так называемый износ или граничный износ относится к тому факту, что при резке заготовок с плохой шероховатостью поверхности, таких как литые стальные детали с более высокой твердостью, поковки и т. д., на главных и второстепенных режущих кромках часто изнашиваются более глубокие канавки. Существует две причины граничного износа:
- При фрезеровании с ЧПУ напряжение главной режущей кромки и контактной режущей кромки заготовки неравномерно, а напряжение сильно колеблется, что вызывает большую нагрузку на инструмент. В то же время более высокая температура резания накапливается на передней кромке, в то время как другие режущие части хорошо охлаждаются, что приводит к высокому градиенту температур и чрезмерному напряжению резания, что вызывает граничный износ главной задней кромки.
- Под действием наклепа вторичная режущая кромка истончается до нуля, что приводит к проскальзыванию передней кромки, а граничный износ отражается на вторичной задней кромке.
Типичные причины износа фрезы
Эффект износа от механического контакта - износ в твердой точке. Карбиды, нитриды, оксиды, образующиеся на поверхности заготовки и закаленных материалов или явления упрочнения, возникающие в результате наклепа, нароста на режущей кромке и т. д., царапают поверхность режущей части фрезы, образуя ряд канавок износа, называемых износом в твердой точке, что является основной причиной износа фрезерного инструмента на низких скоростях.
Эффект физического износа - адгезионный износ. Под высоким давлением и высокой температурой атомы и кристаллы материалов с меньшей твердостью, таких как заготовки, прилипают к фрезе. При наличии дефектов, таких как пустоты и локальные мягкие пятна внутри материала фрезы, материал инструмента в точке склеивания в конечном итоге разрывается. Сродство между инструментом и материалом заготовки, температура резания, коэффициент твердости, форма поверхности инструмента и другие факторы являются основными факторами, определяющими износ склеивания.
Диффузионный износ. Из-за высокой скорости резания при фрезеровании с ЧПУ, оно часто сопровождается более высокими температурами, а более высокие температуры приведут к химической нестабильности различных материалов, например, химическим реакциям между различными материалами внутри фрезы и химическим реакциям между различными материалами в месте контакта заготовки и фрезы.
Химический износ. Так называемый химический износ в основном обусловлен тем, что в условиях высоких температур фрезерования кислород, смазочно-охлаждающая жидкость и т. д. легко вступают в химическую реакцию с материалом инструмента, что приводит к снижению твердости инструмента и ускоренному износу инструмента. Это явление называется химическим повреждением.
Внезапная поломка фрез
Пластик Дамаж концевых фрез
- Закручивание кромок. Закручивание кромок — это внезапная форма повреждения, которая легко возникает в инструментах высокой твердости, таких как быстрорежущая инструментальная сталь, во время тонкой обработки.
- Выпуклость лезвия. Когда фрезы из инструментальной стали, быстрорежущей стали и других материалов обрабатывают твердые материалы или когда объем резки слишком велик, между передней и задней режущими частями возникает внезапная выпуклость.
Хрупкий Дамаж концевых фрез
- Из-за производственных дефектов, таких как внутренние микротрещины, твердосплавные фрезы могут отколоть небольшой кусочек лезвия при прерывистых условиях резания фрезерования с ЧПУ, что не влияет на дальнейшую обработку. Это явление называется выкрашиванием кромки. Хотя это явление не прерывает обработку в краткосрочной перспективе, оно приводит к резкому ухудшению качества поверхности обработки.
- Поломка — это явление внезапной поломки, которое происходит на кончике или главной режущей кромке фрезы с ЧПУ. После этого фреза не может быть переточена.
Стадии износа инструмента и стандарты затупления
Инструмент Втухо Стеги
Начальная стадия износа. В основном вызвана внутренними дефектами нового инструмента, лезвие острее, поверхность контакта с заготовкой меньше, а напряжение больше сосредоточено на кончике инструмента, что приводит к более быстрому износу кончика инструмента.
Нормальная стадия износа. На этой стадии, поскольку инструмент прошел период приработки, режущая кромка инструмента сглажена, контакт между инструментом и заготовкой относительно равномерный, а сила на единицу площади мала, поэтому износ происходит медленно, что является основным ресурсом инструмента для эффективной обработки.
Стадия быстрого износа. Износ инструмента накапливается с течением времени, сопровождается быстрым ростом силы резания и температуры резания, а износ инструмента резко увеличивается и сопровождается шумом и другими явлениями.
Инструмент Бхохотать Сстандартный
После износа инструмента это неизбежно повлияет на эффект обработки, например, на выкрашивание заготовки, снижение шероховатости поверхности, а также снижение точности размеров и формы. Поэтому необходимо указать максимально допустимую величину износа фрезы в соответствии с условиями обработки резанием железа, что является стандартом затупления. Стандарт затупления можно регулировать в соответствии с различными случаями обработки, такими как грубая и тонкая обработка.
В настоящее время два вышеупомянутых метода определения срока службы инструмента могут описывать срок службы инструмента только с экономической точки зрения или с точки зрения производительности в сочетании с опытом, но не позволяют правильно контролировать срок службы инструмента с точки зрения фактических условий износа инструмента. Поэтому, исходя из предпосылки максимизации экономии затрат на инструмент и обеспечения производительности, неизбежно необходимо разработать метод, который может правильно оценить срок службы инструмента на основе фактического износа инструмента.
