Viens raksts, lai saprastu! Izplatītas instrumentu problēmas un pretpasākumi CNC apstrādē!

Apstrādes centriem griezējinstrumenti ir patērējami instrumenti, kas apstrādes procesā var izraisīt bojājumus, nodilumu un šķeldošanos. Šīs parādības ir neizbēgamas, taču ir arī kontrolējami iemesli, piemēram, nezinātniskas un nestandarta darbības, nepareiza apkope utt. Tikai atrodot galveno cēloni, mēs varam labāk atrisināt problēmu.
viens
Instrumenta bojājumu izpausme
1) Jaunākās malas mikro sabrukums
Ja materiāla struktūra, cietība un apstrādājamā priekšmeta mala ir nevienmērīga, priekšējais leņķis ir pārāk liels, kā rezultātā ir zema griešanas malas izturība, procesa sistēmas nepietiekama stingrība, kas izraisa vibrāciju vai periodisku griešanu, un slikta slīpēšanas kvalitāte, griešanas mala. ir pakļauta mikrosabrukumam, tas ir, nelielam sabrukumam, iegriezumam vai lobīšanai malas zonā. Pēc šīs situācijas rīks zaudēs daļu griešanas spējas, bet joprojām var turpināt darboties. Turpmākās griešanas laikā bojātā griešanas malas zonas daļa var strauji paplašināties, izraisot lielākus bojājumus.

2) griešanas malas vai uzgaļa lūzums
Šāda veida bojājumi bieži rodas griešanas apstākļos, kas ir nopietnāki nekā mikrošķeldojuma izraisīšana griešanas malā vai mikrošķeldu tālāka attīstība. Lūzuma izmērs un diapazons ir lielāki nekā mikrolūzumiem, kā rezultātā instruments pilnībā zaudē griešanas spēju un ir jāpārtrauc darbs. Situāciju, kad asmeņa gals saplīst, bieži sauc par nokrišanu.
3) Asmens vai instrumenta lūzums
Ja griešanas apstākļi ir ārkārtīgi skarbi, griešanas apjoms ir pārāk liels, rodas trieciena slodze un asmenī vai instrumenta materiālā ir mikroplaisas. Sakarā ar atlikušo spriegumu asmenī, ko izraisa metināšana un slīpēšana, apvienojumā ar neuzmanīgu darbību, tas var izraisīt asmens vai instrumenta lūzumu. Pēc šāda veida bojājumiem instrumentu nevar turpināt lietot, un tāpēc tas tiek nodots metāllūžņos.
4) Asmens virsmas pīlings
Materiāliem ar augstu trauslumu, piemēram, cietajiem sakausējumiem ar augstu TiC saturu, keramikai, PCBN utt., ko izraisa virsmas struktūras defekti vai iespējamās plaisas, vai virsmas spriedze, ko rada metināšana un slīpēšana, virsmas lobīšanās ir pakļauta rodas, ja griešanas process nav pietiekami stabils vai instrumenta virsma ir pakļauta mainīgam kontakta spriegumam. Var rasties lobīšanās uz priekšējās asmens virsmas, savukārt asmens var rasties aizmugurējā asmens virsmā. Pīlinga materiāls ir pārslu veidā, ar lielu pīlinga laukumu. Pastāv liela pārklājuma griezējinstrumentu nolobīšanās iespēja. Pēc nelielas asmens lobīšanās tas joprojām var turpināt darboties, bet pēc spēcīgas lobīšanās tas zaudēs griešanas spēju.
5) Griešanas detaļu plastiskā deformācija
Instrumentu tērauds un ātrgaitas tērauds to zemās stiprības un cietības dēļ griešanas zonās var tikt pakļauti plastiskai deformācijai. Kad cietie sakausējumi darbojas augstā temperatūrā un triaksiālā spiedes spriegumā, var rasties arī virsmas plastmasas plūsma un pat izraisīt griešanas malas vai instrumenta gala plastisko deformāciju, izraisot sabrukšanu. Sabrukšana parasti notiek, griežot lielu daudzumu materiāla un apstrādājot cietus materiālus. TiC bāzes cietā sakausējuma elastības modulis ir mazāks nekā tualetes bāzes cietajam sakausējumam, tāpēc pirmajam ir paātrināta izturība pret plastisko deformāciju vai strauju atteici. PCD un PCBN parasti neuzrāda plastisku deformāciju.
6) Asmeņu karsta plaisāšana
Kad griezējinstruments tiek pakļauts mainīgām mehāniskām un termiskām slodzēm, griešanas daļas virsma neizbēgami piedzīvo mainīgu termisko spriegumu atkārtotas termiskās izplešanās un kontrakcijas dēļ, kas izraisa asmens nogurumu un plaisāšanu. Piemēram, ja ātrgaitas frēzēšanai izmanto cieto sakausējumu frēzi, griezēja zobi tiek pastāvīgi pakļauti periodiskiem triecieniem un mainīgiem termiskiem spriegumiem, kā rezultātā uz priekšējās griešanas virsmas veidojas ķemmes formas plaisas. Dažiem griezējinstrumentiem var nebūt acīmredzamas mainīgas slodzes un spriegumu, taču virsmas un iekšējo slāņu nevienmērīgās temperatūras dēļ radīsies arī termiskais spriegums. Turklāt griezējinstrumenta materiālā neizbēgami ir defekti, tāpēc arī asmens var radīt plaisas. Pēc plaisu veidošanās instruments dažkārt var turpināt darboties kādu laiku, un dažreiz plaisas strauji izplešas, izraisot asmens lūzumu vai griešanas virsmas smagu lobīšanos.
divi
Instrumentu nodiluma iemesli
1) Abrazīvs nodilums
Apstrādātajā materiālā bieži ir sīkas daļiņas ar ārkārtīgi augstu cietību, kas var saskrāpēt rievas uz instrumenta virsmas, ko sauc par abrazīvās slīpēšanas bojājumiem. Abrazīvs nodilums pastāv uz visām virsmām, un priekšējā asmens virsma ir visizteiktākā. Turklāt kaņepju materiāla nodilums var rasties pie dažādiem griešanas ātrumiem, bet griešanai ar mazu ātrumu zemākas griešanas temperatūras dēļ citu iemeslu radītais nodilums nav būtisks, tāpēc galvenais cēlonis ir abrazīvais nodilums. Jo zemāka ir griezējinstrumenta cietība, jo smagāki ir abrazīvie bojājumi.
2) Aukstās metināšanas nodilums
Griešanas laikā starp apstrādājamo priekšmetu, griešanu un priekšējo un aizmugurējo griešanas virsmu ir ievērojams spiediens un spēcīga berze, kā rezultātā notiek auksta metināšana. Sakarā ar relatīvo kustību starp berzes pāriem aukstā metināšana izraisīs plīsumus un aiznesīs no vienas puses, kā rezultātā aukstās metināšanas nodilums. Aukstās metināšanas nodilums parasti ir smagāks pie mēreniem griešanas ātrumiem. Saskaņā ar eksperimentiem trausliem metāliem ir lielāka izturība pret auksto metināšanu nekā plastmasas metāliem; Daudzfāzu metāli ir mazāki nekā vienvirziena metāli; Metālu savienojumiem ir mazāka tendence uz aukstu metināšanu, salīdzinot ar elementāriem materiāliem; B grupas elementu tendence aukstmetināties ar dzelzi ķīmisko elementu periodiskajā tabulā ir neliela. Aukstā metināšana ir smagāka ātrgaitas tērauda un cieto sakausējumu griešanas laikā zemā ātrumā.
3) Difūzijas nodilums
Griešanas procesā augstā temperatūrā un saskarē starp apstrādājamo priekšmetu un instrumentu ķīmiskie elementi abās pusēs izkliedējas viens ar otru cietā stāvoklī, mainot instrumenta sastāvu un struktūru, padarot instrumenta virsmu trauslu un saasinot. instrumentu nodilums. Difūzijas fenomens vienmēr apgalvo, ka objekti ar lielu dziļuma gradientu turpina izkliedēt uz objektiem ar zemu dziļuma gradientu.
Piemēram, kobalts cietajos sakausējumos ātri izkliedējas skaidās un sagatavēs 800 grādu leņķī, savukārt WC sadalās volframā un ogleklī un izkliedējas tēraudā; Ja tērauda un dzelzs materiālu griešanai tiek izmantoti PCD griezējinstrumenti, kad griešanas temperatūra ir augstāka par 800 grādiem, oglekļa atomi PCD pāriet uz apstrādājamās detaļas virsmu ar lielu difūzijas stiprumu, veidojot jaunus sakausējumus, un instrumenta virsma būs apgrūtināta. grafitizēts. Kobalts un volframs izkliedējas daudz spēcīgāk, savukārt titānam, tantalam un niobijam ir spēcīgāka pretdifūzijas spēja. Tāpēc YT tipa cietajiem sakausējumiem ir laba nodilumizturība. Griežot keramiku un PCBN, difūzijas nodilums nav nozīmīgs pat 1000 grādu -1300 grādu temperatūrā. Tā paša materiāla dēļ sagataves, skaidas un griezējinstrumenti griešanas laikā radīs termoelektrisko potenciālu kontakta zonā, kas veicina difūziju un paātrina instrumenta nodilumu. Šo difūzijas nodiluma veidu termoelektriskā potenciāla ietekmē sauc par "termoelektrisko nodilumu".
4) Oksidatīvais nodilums
Paaugstinoties temperatūrai, instrumenta virsma oksidējas un rada mīkstākus oksīdus, kurus berzē skaidas un veido nodilumu, ko sauc par oksidācijas nodilumu. Piemēram, temperatūras diapazonā no 700 līdz 800 grādiem gāzē esošais skābeklis reaģē ar kobaltu, karbīdiem, titāna karbīdu utt. cietajos sakausējumos, veidojot mīkstākus oksīdus; PCBN tiek pakļauts ķīmiskai reakcijai ar ūdens tvaikiem 1000 grādu temperatūrā.

trīs
Asmens nodiluma forma
1) Priekšējā asmens virsmas bojājumi
Griežot plastmasas materiālus lielā ātrumā, laukums, kas atrodas blakus griešanas spēkam uz priekšējās griešanas malas, šķembu ietekmē nodilst pusmēness bedrēs, ko sauc arī par pusmēness bedres nodilumu. Agrīnā nodiluma stadijā instrumenta slīpuma leņķis palielinās, kas uzlabo griešanas apstākļus un veicina šķembu čokurošanos un lūšanu. Tomēr, kad pusmēness dziļums vēl vairāk palielinās, griešanas malas stiprība tiek ievērojami vājināta, kas galu galā var izraisīt griešanas malas lūzumu un bojājumus. Griežot trauslus materiālus vai plastmasas materiālus ar mazāku griešanas ātrumu un plānāku griešanas biezumu, parasti nav pusmēness bedres nodiluma.
2) Naža galu nodilums
Instrumenta uzgaļa nodilums attiecas uz instrumenta uzgaļa loka aizmugurējās virsmas un blakus esošās sekundārās aizmugurējās virsmas nodilumu, kas ir instrumenta aizmugurējās virsmas nodiluma turpinājums. Slikto siltuma izkliedes apstākļu un sprieguma koncentrācijas dēļ šeit nodiluma ātrums ir ātrāks nekā aizmugurējai griešanas virsmai. Dažreiz uz sekundārās aizmugurējās griešanas virsmas tiek izveidotas vairākas nelielas rievas ar atstarpi, kas vienāda ar padeves ātrumu, ko sauc par rievu nodilumu. Tos galvenokārt izraisa sacietējušais slānis un griešanas raksti uz apstrādātās virsmas. Griežot grūti griežamus materiālus ar lielu noslieci uz sacietēšanu, visticamāk, tas var izraisīt rievu nodilumu. Instrumenta gala nodilumam ir vislielākā ietekme uz virsmas raupjumu un sagataves apstrādes precizitāti.
3) Aizmugurējā asmens nodilums
Griežot plastmasas materiālus ar lielu griešanas biezumu, šķembu nosēdumu dēļ instrumenta aizmugure var nesaskarties ar apstrādājamo priekšmetu. Turklāt aizmugurējā griešanas virsma parasti saskaras ar apstrādājamo priekšmetu, veidojot nodiluma joslu ar aizmugures leņķi 0 uz aizmugurējās griešanas virsmas. Parasti griešanas malas darba garuma vidū aizmugurējās virsmas nodilums ir relatīvi vienmērīgs, tāpēc aizmugurējās virsmas nodiluma pakāpi var izmērīt pēc nodiluma joslas VB platuma uz aizmugurējās virsmas. līderis šajā sadaļā.
Tā kā dažāda veida griezējinstrumenti dažādos griešanas apstākļos gandrīz vienmēr saskaras ar aizmugures nodilumu, it īpaši, griežot trauslus materiālus vai plastmasas materiālus ar mazāku griešanas biezumu, instrumenta nodilums galvenokārt ir muguras sejas nodilums. Turklāt nodiluma joslas VB platuma mērīšana ir salīdzinoši vienkārša, tāpēc instrumenta nodiluma pakāpes attēlošanai parasti izmanto VB. Jo lielāks ir VB, tas ne tikai palielinās griešanas spēku un izraisīs griešanas vibrāciju, bet arī ietekmēs instrumenta gala loka nodilumu, tādējādi ietekmējot apstrādes precizitāti un virsmas kvalitāti.

četri
Instrumentu bojājumu novēršanas metodes
1) Saprātīgi izvēlieties instrumentu materiālu veidus un kategorijas, pamatojoties uz apstrādāto materiālu un detaļu īpašībām. Ņemot vērā noteiktu cietību un nodilumizturību, ir jānodrošina, lai instrumenta materiālam būtu nepieciešamā stingrība.
2) Saprātīgi izvēlieties griezējinstrumenta ģeometriskos parametrus. Regulējot priekšējo un aizmugurējo leņķi, galveno un papildu novirzes leņķi, asmeņu slīpuma leņķus un citus leņķus; Pārliecinieties, ka griešanas malai un galam ir laba izturība. Negatīvu slīpumu slīpēšana uz griešanas malas ir efektīvs līdzeklis instrumenta lūzuma novēršanai.
3) Nodrošiniet metināšanas un slīpēšanas kvalitāti un izvairieties no dažādiem defektiem, ko izraisa slikta metināšana un slīpēšana. Galvenajos procesos izmantotie griezējinstrumenti ir jānoslīpē, lai uzlabotu virsmas kvalitāti, un jāpārbauda, ​​vai nav plaisu.
4) Saprātīgi izvēlieties griešanas apjomu, lai izvairītos no pārmērīga griešanas spēka un augstas griešanas temperatūras, lai novērstu instrumenta bojājumus.
5) Centieties nodrošināt procesa sistēmai labu stingrību un pēc iespējas samazināt vibrāciju.
6) Izvēlieties pareizo darbības metodi un mēģiniet samazināt instrumenta spēju izturēt pēkšņas slodzes izmaiņas.
pieci
Instrumenta lūzuma cēloņi un pretpasākumi
1. Nepareiza asmens zīmola un specifikāciju izvēle, piemēram, pārāk plāns asmens biezums vai pārāk cieta vai pārāk trausla zīmola izvēle neapstrādātas apstrādes laikā.
Pretpasākumi: palieliniet asmens biezumu vai uzstādiet asmeni vertikāli un izvēlieties zīmolu ar lielāku lieces izturību un stingrību.
2. Nepareiza instrumenta ģeometrijas parametru izvēle (piemēram, lieli priekšējie un aizmugurējie leņķi utt.).
Pretpasākumi:
Jūs varat sākt pārveidot griezējinstrumentus no šādiem aspektiem.
1) Atbilstoši samaziniet priekšējos un aizmugurējos stūrus.
2) Izmantojiet lielāku negatīvo asmens slīpuma leņķi.
3) Samaziniet galveno novirzes leņķi.
4) Izmantojiet lielākus negatīvos slīpumus vai asmeņu lokus.
5) Pārejas griešanas malas slīpēšana, lai uzlabotu instrumenta galu.
3. Asmens metināšanas process ir nepareizs, izraisot pārmērīgu metināšanas spriegumu vai metināšanas plaisas.
Pretpasākumi:
1) Neizmantojiet trīspusēju slēgtu asmeņu rievu struktūru.
2) Pareiza lodēšanas materiāla izvēle.
3) Izvairieties no oksiacetilēna liesmu izmantošanas metināšanas karsēšanai un saglabājiet izolāciju pēc metināšanas, lai novērstu iekšējo spriegumu.
4) Mēģiniet pēc iespējas vairāk izmantot mehāniskās iespīlēšanas konstrukcijas
4. Nepareizas slīpēšanas metodes var izraisīt slīpēšanas spriegumu un plaisas; PCBN frēzes zobu pārmērīgā vibrācija pēc slīpēšanas var radīt pārmērīgu slodzi uz atsevišķiem zobiem, kā arī izraisīt instrumenta lūzumu.
Pretpasākumi:
1) Slīpēšanai izmantojiet periodisko slīpēšanas vai dimanta slīpripu.
2) Izvēlieties mīkstāku slīpripu un regulāri apgrieziet, lai disks būtu ass.
3) Pievērsiet uzmanību asmeņu slīpēšanas kvalitātei un stingri kontrolējiet frēzēšanas griezēja zobu vibrāciju.
5. Izciršanas apjoma izvēle ir nepamatota. Ja daudzums ir pārāk liels, darbgalds var iestrēgt; Griežot ar pārtraukumiem, griešanas ātrums ir pārāk liels, padeves ātrums ir pārāk liels un griešanas dziļums ir pārāk mazs, ja sagataves pielaide ir nevienmērīga; Griežot materiālus ar augstu darba sacietēšanas tendenci, piemēram, tēraudu ar augstu mangāna saturu, padeves ātrums ir pārāk mazs.
Pretpasākumi: izvēlieties jaunu pļaušanas apjomu.
6. Strukturāli iemesli, piemēram, nelīdzena rievas apakšējā virsma vai pārmērīgs asmens pagarinājums mehāniskiem saspiešanas tipa griezējinstrumentiem.
Pretpasākumi:
1) Nogrieziet naža rievas apakšējo virsmu.
2) Saprātīgi sakārtojiet griešanas šķidruma sprauslu novietojumu.
3) Pievienojiet cieta sakausējuma blīvi zem asmens rūdītajam instrumenta turētājam.
7. Pārmērīgs instrumentu nodilums.
Pretpasākumi: savlaicīgi nomainiet instrumentu vai griešanas malu.
Nepietiekama griešanas šķidruma plūsma vai nepareiza uzpildīšanas metode var izraisīt pēkšņu asmens uzkaršanu un plaisāšanu.
Pretpasākumi:
1) Palieliniet griešanas šķidruma plūsmas ātrumu.
2) Saprātīgi sakārtojiet griešanas šķidruma sprauslu novietojumu.
3) Izmantojiet efektīvas dzesēšanas metodes, piemēram, dzesēšanu ar aerosolu, lai uzlabotu dzesēšanas efektu.
4) Izmantojot * griešanu, lai samazinātu triecienu uz asmeni.
9. Nepareiza griezējinstrumentu uzstādīšana, piemēram, pārāk augstu vai pārāk zemu uzstādīti griezējinstrumenti; Gala virsmas frēze izmanto asimetrisku frēzēšanu uz priekšu un citas metodes.
Pretpasākumi: no jauna uzstādiet griezējinstrumentus.
10. Procesa sistēmas stingrība ir pārāk slikta, radot pārmērīgu griešanas vibrāciju.
Pretpasākumi:
1) Palieliniet sagataves papildu atbalstu un uzlabojiet sagataves stiprinājuma stingrību.
2) Samaziniet instrumenta pārkares garumu.
3) Atbilstoši samaziniet instrumenta aizmugures leņķi.
4) Veikt citus vibrācijas samazināšanas pasākumus.
11. Nepareiza darbība, piemēram, pārmērīgs spēks, kad instruments griež cauri sagataves vidusdaļai; Pirms naža ievilkšanas apturiet automašīnu.
Pretpasākumi: pievērsiet uzmanību darbības metodēm.
seši
Atkritumu uzkrāšanās audzēju cēloņi, īpašības un kontroles pasākumi
1. Veidošanās cēlonis
Daļā, kas atrodas netālu no griešanas malas, instrumenta šķembu saskares zonā, lielā lejupvērstā spiediena dēļ skaidu pamatā esošais metāls ir iestrādāts priekšējās griešanas virsmas mikro nelīdzenās virsotnēs un ielejās, veidojot īstu metāla un metāla kontaktu. bez spraugām un radot saķeres fenomenu. Šo instrumenta mikroshēmas kontakta laukuma daļu sauc par savienošanas zonu. Līmēšanas zonā uz priekšējās griešanas virsmas pie skaidu apakšējā slāņa uzkrāsies plāns metāla materiāla slānis, un šīs skaidu daļas metāla materiāls tiek pakļauts smagai deformācijai un nostiprināšanai atbilstošā griešanas temperatūrā. Šķidām turpinot izplūst, zem nākamās griešanas plūsmas stumšanas spēka šis stagnējošā materiāla slānis noslīdēs attiecībā pret šķeldas augšējo slāni un aizies, kļūstot par skaidu uzkrāšanās gabala pamatu. Pēc tam virs tā tiks veidots otrs histerēzes griešanas materiāla slānis, kas nepārtraukti uzkrājas un veido skaidu mezgliņus.
2. Raksturlielumi un to ietekme uz griešanas apstrādi
1) Cietība ir 1.5-2.0 reizes lielāka nekā sagataves materiālam, un tā var aizstāt priekšējo griešanas virsmu griešanai. Tā funkcija ir aizsargāt griešanas malu un samazināt priekšējās griešanas virsmas nodilumu. Tomēr, kad gruži nokrīt, tie plūst cauri saskares laukumam starp instrumentu un apstrādājamo priekšmetu, izraisot instrumenta aizmugurējās griešanas virsmas nodilumu.
2) Pēc skaidu nosēdumu veidošanās instrumenta darba slīpuma leņķis ievērojami palielinās, kam ir pozitīva loma skaidu deformācijas un griešanas spēka samazināšanā.
3) Sakarā ar to, ka uzkrājas skaidas, kas izvirzītas ārpus griešanas malas, faktiskais griešanas dziļums palielinās, ietekmējot sagataves izmēru precizitāti.
4) Atkritumu uzkrāšanās var izraisīt sagataves virsmas "aršanu", kas ietekmē sagataves virsmas raupjumu.
5) Uzkrāto gružu fragmenti var pielipt vai iegulties sagataves virsmā, radot cietus plankumus un ietekmējot apstrādājamās detaļas apstrādātās virsmas kvalitāti.
No iepriekš minētās analīzes var redzēt, ka skaidu uzkrāšanās ir nelabvēlīga griešanai, īpaši precīzai apstrādei.
3. Kontroles pasākumi
Lai novērstu skaidu nosēdumu veidošanos, var veikt šādus pasākumus, lai novērstu saķeri vai deformācijas nostiprināšanos starp skaidu pamatnes materiālu un priekšējo griešanas virsmu.
1) Samaziniet priekšējās asmens virsmas nelīdzenumu.
2) Palieliniet instrumenta priekšējo leņķi.
3) Samaziniet griešanas biezumu.
4) Izmantojiet zema ātruma griešanu vai liela ātruma griešanu, lai izvairītos no griešanas ātruma, kas ir pakļauts skaidu uzkrāšanai.
5) Pareizi termiski apstrādājiet sagataves materiālu, lai palielinātu tā cietību un samazinātu plastiskumu.
6) Izmantojiet griešanas šķidrumus ar labām pretlīmēšanas īpašībām (piemēram, griešanas šķidrumus ar lielu spiedienu, kas satur sēru un hloru).