Untuk machining center, tool merupakan consumable tool yang akan rusak, aus, terkelupas dan sebagainya selama proses machining. Fenomena ini tidak dapat dihindari, tetapi ada juga alasan yang dapat dikontrol seperti operasi yang tidak ilmiah dan tidak teratur serta pemeliharaan yang tidak tepat. Hanya dengan menemukan akar penyebabnya kita dapat memecahkan masalah dengan lebih baik.
01
Gejala kerusakan alat
1) Memotong ujung tombak
Ketika struktur material benda kerja, kekerasan, dan margin tidak rata, sudut rake terlalu besar, menghasilkan kekuatan cutting edge yang rendah, kekakuan sistem proses yang tidak mencukupi untuk menghasilkan getaran, atau pemotongan intermiten, kualitas gerinda yang buruk, cutting edge rentan untuk chipping, Yaitu, chipping kecil, torehan atau pengelupasan muncul di area tepi. Saat ini terjadi, pahat akan kehilangan sebagian kemampuan pemotongannya, tetapi akan terus bekerja. Saat pemotongan berlanjut, bagian tepi yang rusak dapat meluas dengan cepat, mengakibatkan kerusakan yang lebih besar.
2) Memotong ujung tombak atau ujung
Jenis kerusakan ini sering terjadi pada kondisi pemotongan yang lebih keras daripada pemotongan ujung tombak, atau merupakan pengembangan lebih lanjut dari pemotongan. Ukuran dan cakupan chipping lebih besar daripada chipping, sehingga alat tersebut benar-benar kehilangan kemampuan memotongnya dan harus berhenti bekerja. Pemotongan ujung sering disebut sebagai penurunan titik.
3) Bilah atau pisau patah
Ketika kondisi pemotongan sangat keras, jumlah pemotongan terlalu besar, ada beban tumbukan, ada retakan mikro pada mata pisau atau bahan perkakas, ada tegangan sisa pada mata pisau akibat pengelasan dan penajaman, dan faktor-faktor seperti pengoperasian yang ceroboh dapat menyebabkan kerusakan pada bilah atau alat. memutuskan. Setelah bentuk kerusakan ini terjadi, alat tersebut tidak dapat terus digunakan, sehingga tergores.
4) Lapisan permukaan pisau terkelupas
Untuk bahan dengan kerapuhan tinggi, seperti paduan keras dengan kandungan TiC tinggi, keramik, PCBN, dll., karena cacat atau potensi retak pada struktur permukaan, atau tegangan sisa pada permukaan akibat pengelasan dan penajaman, selama proses pemotongan. lapisan permukaan mudah terkelupas jika tidak cukup stabil atau permukaan alat mengalami tegangan kontak bolak-balik. Pengelupasan dapat terjadi pada permukaan penggaruk, dan pisau dapat terjadi pada permukaan panggul. Pengelupasan berbentuk serpihan dan area pengelupasan relatif besar. Alat yang dilapisi lebih cenderung mengelupas. Setelah bilah sedikit terkelupas, ia dapat terus bekerja, tetapi setelah terkelupas parah, ia akan kehilangan kemampuan memotongnya.
5) Deformasi plastis pada bagian pemotongan
Karena kekuatan rendah dan kekerasan baja perkakas dan baja kecepatan tinggi yang rendah, deformasi plastis dapat terjadi pada bagian pemotongan. Ketika karbida yang disemen bekerja langsung pada suhu tinggi dan dalam keadaan tegangan tekan tiga dimensi, itu juga akan menghasilkan aliran plastik di permukaan, dan bahkan menyebabkan deformasi plastis pada ujung tombak atau ujung yang menyebabkan keruntuhan. Keruntuhan umumnya terjadi saat jumlah pemotongan besar dan saat memproses bahan keras. Modulus elastisitas semen karbida berbasis TiC lebih kecil daripada semen karbida berbasis WC, sehingga kemampuan pembentuk untuk menahan deformasi plastis dipercepat, atau gagal dengan cepat. PCD dan PCBN pada dasarnya tidak mengalami deformasi plastis.
6) Retak termal pada pisau
Ketika pahat mengalami beban mekanis dan termal bolak-balik, permukaan bagian pemotongan pasti akan menghasilkan tegangan termal bolak-balik karena pemuaian dan kontraksi termal berulang, yang akan menyebabkan bilah menjadi lelah dan retak. Misalnya, ketika pemotong penggilingan karbida yang disemen digunakan untuk penggilingan kecepatan tinggi, gigi pemotong terus-menerus mengalami benturan berkala dan tekanan termal bergantian, dan retakan berbentuk sisir dihasilkan pada permukaan penggaruk. Meskipun beberapa alat tidak memiliki beban bolak-balik yang jelas dan tegangan bolak-balik, tegangan termal juga akan dihasilkan karena suhu lapisan permukaan dan lapisan dalam yang tidak konsisten. Selain itu, pasti ada cacat di dalam bahan perkakas, sehingga bilahnya juga bisa retak. Alat terkadang dapat terus bekerja untuk jangka waktu tertentu setelah retakan terbentuk, dan terkadang retakan meluas dengan cepat dan menyebabkan bilah patah atau permukaan bilah terkelupas parah.
02
Penyebab Keausan Alat
1) Keausan abrasif
Seringkali ada beberapa partikel kecil dengan kekerasan yang sangat tinggi pada bahan yang diproses, yang dapat menarik alur pada permukaan alat, yang merupakan keausan abrasif abrasif. Keausan abrasif ada di semua permukaan, paling jelas di permukaan penggaruk. Selain itu, keausan rami dapat terjadi pada berbagai kecepatan pemotongan, tetapi untuk pemotongan kecepatan rendah, karena suhu pemotongan yang rendah, keausan yang disebabkan oleh alasan lain tidak terlihat jelas, jadi keausan abrasif adalah alasan utamanya. Selain itu, semakin rendah kekerasan alat, semakin serius kerusakan abrasifnya.
2) Pakaian las dingin
Saat memotong, ada banyak tekanan dan gesekan yang kuat antara benda kerja, pemotongan dan muka pemotong depan dan belakang, sehingga akan terjadi pengelasan dingin. Karena pergerakan relatif antara pasangan gesekan, pengelasan dingin akan menghasilkan retakan dan diambil oleh satu sisi, menghasilkan keausan las dingin. Keausan pengelasan dingin umumnya parah pada kecepatan pemotongan sedang. Menurut percobaan, logam rapuh memiliki ketahanan yang lebih kuat terhadap pengelasan dingin daripada logam plastik; logam multi-fase lebih kecil dari logam searah; senyawa logam memiliki kecenderungan lebih rendah untuk pengelasan dingin daripada zat sederhana; Unsur golongan B dan besi dalam tabel periodik unsur kimia memiliki kecenderungan lebih kecil untuk pengelasan dingin. Pengelasan dingin lebih serius ketika baja berkecepatan tinggi dan semen karbida dipotong dengan kecepatan rendah.
3) Keausan difusi
Selama pemotongan pada suhu tinggi dan kontak antara benda kerja dan pahat, unsur-unsur kimia di kedua sisi saling berdifusi dalam keadaan padat, mengubah struktur komposisi pahat, membuat permukaan pahat rapuh, dan memperparah keausan benda kerja. alat. Fenomena difusi selalu mempertahankan difusi berkelanjutan dari objek dengan gradien kedalaman tinggi ke objek dengan gradien kedalaman rendah.
Misalnya, ketika karbida disemen pada 800 derajat, kobalt di dalamnya akan dengan cepat berdifusi ke dalam chip dan benda kerja, dan WC akan terurai menjadi tungsten dan karbon dan berdifusi ke dalam baja; ketika suhu pemotongan alat PCD lebih tinggi dari 800 derajat saat memotong bahan baja dan besi Pada saat ini, atom karbon dalam PCD akan dipindahkan ke permukaan benda kerja dengan intensitas difusi yang besar untuk membentuk paduan baru, dan permukaan alat akan dibuat grafit. Difusi kobalt dan tungsten relatif serius, dan kemampuan anti-difusi titanium, tantalum, dan niobium relatif kuat. Oleh karena itu, cemented carbide YT memiliki ketahanan aus yang lebih baik. Saat memotong keramik dan PCBN, saat suhu setinggi 1000 derajat -1300 derajat , keausan difusi tidak signifikan. Karena bahan benda kerja, chip dan alat yang berbeda, potensi termoelektrik akan dihasilkan di area kontak selama pemotongan. Potensi termoelektrik ini dapat mendorong difusi dan mempercepat keausan alat. Keausan difusi semacam ini di bawah aksi potensial termoelektrik disebut "keausan termoelektrik".
4) Keausan oksidasi
Ketika suhu naik, permukaan alat teroksidasi untuk menghasilkan oksida yang lebih lunak yang digosok oleh keripik, yang disebut keausan oksidatif. Sebagai contoh: pada 700 derajat ~800 derajat, oksigen di udara bereaksi dengan kobalt, karbida, titanium karbida, dll dalam karbida semen untuk membentuk oksida lunak; pada 1000 derajat, PCBN bereaksi secara kimia dengan uap air.
03
Pola keausan pisau
1) Rake kerusakan wajah
Saat memotong bahan plastik dengan kecepatan tinggi, bagian permukaan penggaruk yang dekat dengan gaya potong akan aus menjadi bentuk cekung sabit di bawah aksi keripik, sehingga disebut juga keausan kawah. Pada tahap awal keausan, sudut rake alat meningkat, yang meningkatkan kondisi pemotongan dan kondusif untuk pengeritingan dan pemecahan chip. Namun, ketika kawah bulan sabit semakin meningkat, kekuatan ujung tombak menjadi sangat lemah, yang pada akhirnya dapat menyebabkan ujung tombak patah. Kasus. Saat memotong bahan yang rapuh, atau memotong bahan plastik dengan kecepatan pemotongan yang lebih rendah dan ketebalan pemotongan yang lebih tipis, keausan kawah umumnya tidak terjadi.
2) Ujung alat aus
Keausan hidung pahat adalah keausan sayap busur hidung pahat dan sayap sekunder yang berdekatan, yang merupakan kelanjutan dari keausan sayap atas pahat. Karena kondisi pembuangan panas yang buruk dan tekanan terkonsentrasi di sini, kecepatan keausan lebih cepat daripada sayap, dan kadang-kadang serangkaian alur kecil dengan jarak yang sama dengan jumlah umpan terbentuk pada sayap tambahan, yang disebut keausan alur. . Mereka terutama disebabkan oleh lapisan yang mengeras dan garis potong pada permukaan mesin. Saat memotong bahan yang sulit dipotong dengan kecenderungan kerja keras yang tinggi, kemungkinan besar akan menyebabkan keausan alur. Keausan ujung pahat memiliki dampak terbesar pada kekasaran permukaan benda kerja dan akurasi pemesinan.
3) keausan sayap
Saat memotong bahan plastik dengan ketebalan pemotongan yang besar, sisi pahat mungkin tidak bersentuhan dengan benda kerja karena adanya tepi yang terbentuk. Selain itu, biasanya sayap akan bersentuhan dengan benda kerja, dan zona aus dengan sudut relief 0 akan terbentuk pada sayap. Umumnya, di tengah panjang kerja cutting edge, keausan flank relatif seragam, sehingga tingkat keausan flank dapat diukur dengan lebar zona keausan flank VB dari cutting edge.
Karena berbagai jenis pahat hampir selalu mengalami keausan sayap pada kondisi pemotongan yang berbeda, terutama saat memotong bahan rapuh atau memotong bahan plastik dengan ketebalan pemotongan kecil, keausan pahat terutama adalah keausan sayap, dan zona keausan Pengukuran lebar VB relatif sederhana, sehingga VB biasanya digunakan untuk menunjukkan tingkat keausan pahat. Semakin besar VB, tidak hanya akan meningkatkan gaya pemotongan dan menyebabkan getaran pemotongan, tetapi juga mempengaruhi keausan pada ujung pahat, sehingga mempengaruhi akurasi pemesinan dan kualitas permukaan.
04
Bagaimana mencegah kerusakan pisau
1) Sesuai dengan karakteristik bahan dan bagian yang diproses, pilih jenis dan nilai bahan perkakas secara wajar. Di bawah premis memiliki kekerasan dan ketahanan aus tertentu, perlu untuk memastikan bahwa bahan perkakas memiliki ketangguhan yang diperlukan.
2) Pilih parameter geometris alat secara wajar. Dengan menyesuaikan sudut depan dan belakang, sudut defleksi utama dan bantu, serta sudut kemiringan bilah, dll., dapat dipastikan bahwa tepi potong dan ujung alat memiliki kekuatan yang lebih baik. Penggilingan talang negatif pada ujung tombak adalah tindakan yang efektif untuk mencegah chipping.
3) Pastikan kualitas pengelasan dan penajaman, dan hindari berbagai cacat yang disebabkan oleh pengelasan dan penajaman yang buruk. Pisau yang digunakan dalam proses kunci harus digiling untuk meningkatkan kualitas permukaan dan memeriksa retakan.
4) Pilih jumlah pemotongan secara wajar untuk menghindari gaya pemotongan yang berlebihan dan suhu pemotongan yang tinggi untuk mencegah kerusakan alat.
5) Sebisa mungkin, pastikan sistem proses memiliki kekakuan yang lebih baik dan kurangi getaran.
6) Ambil metode operasi yang benar, dan usahakan agar alat tidak menahan atau menahan beban perubahan mendadak sebanyak mungkin.
05
Penyebab dan penanggulangan alat chipping
1. Pemilihan grade dan spesifikasi blade yang tidak tepat, seperti ketebalan blade terlalu tipis atau grade yang terlalu keras dan rapuh dipilih untuk pemesinan kasar.
Penanggulangan: tingkatkan ketebalan bilah atau pasang bilah secara vertikal, dan pilih grade dengan kekuatan dan ketangguhan lentur yang lebih tinggi.
2. Pilihan parameter geometri pahat yang tidak tepat (seperti sudut depan dan belakang yang terlalu besar, dll.).
Penanggulangan:
Anda dapat mulai mendesain ulang alat dari aspek-aspek berikut.
1) Kurangi sudut depan dan belakang dengan tepat.
2) Gunakan kemiringan tepi negatif yang lebih besar.
3) Kurangi sudut masuk.
4) Gunakan talang negatif atau busur tepi yang lebih besar.
5) Gerinda ujung tombak transisi untuk menyempurnakan ujung.
3) Proses pengelasan mata pisau tidak benar, mengakibatkan tegangan las yang berlebihan atau retak las.
Penanggulangan:
1) Hindari penggunaan struktur alur blade tertutup tiga sisi.
2) Pemilihan solder yang benar.
3) Hindari menggunakan las pemanas api oxyacetylene, dan tetap hangat setelah pengelasan untuk menghilangkan tekanan internal.
4) Gunakan struktur penjepit mekanis sebanyak mungkin
4. Metode penajaman yang tidak tepat akan menyebabkan tegangan gerinda dan retak gerinda; setelah mengasah pemotong penggilingan PCBN, getaran gigi pemotong terlalu besar, yang membuat beban gigi potong individu terlalu berat, dan juga akan menyebabkan pemotongan.
Penanggulangan:
1) Gerinda dengan gerinda intermiten atau roda gerinda intan.
2) Pilih roda gerinda yang lebih lembut, dan sering berpakaian agar roda gerinda tetap tajam.
3) Perhatikan kualitas penajaman dan kendalikan dengan ketat getaran gigi pemotong frais.
5. Pilihan jumlah pemotongan tidak masuk akal. Jika jumlahnya terlalu besar, alat mesin akan membosankan; saat memotong sebentar-sebentar, kecepatan potong terlalu tinggi, laju umpan terlalu besar, dan saat jarak kosong tidak rata, kedalaman potong terlalu kecil; memotong baja mangan tinggi Untuk material dengan kecenderungan besar untuk pengerasan kerja, laju pemakanan terlalu kecil.
Penanggulangan: Pilih kembali jumlah pemotongan.
6. Alasan struktural seperti permukaan bawah alur alat penjepit mekanis tidak rata atau bilah terlalu panjang.
Penanggulangan:
1) Potong permukaan bawah sirap.
2) Atur posisi nosel cairan pemotong secara wajar.
3) Betis yang mengeras menambahkan paking karbida di bawah bilah.
7. Keausan alat yang berlebihan.
Penanggulangan: Ganti alat atau ganti ujung tombak tepat waktu.
8. Laju aliran cairan pemotongan yang tidak mencukupi atau metode pengisian yang salah akan menyebabkan panas tiba-tiba dan kerusakan pada pisau.
Penanggulangan:
1) Tingkatkan laju aliran cairan pemotongan.
2) Atur posisi nosel cairan pemotong secara wajar.
3) Gunakan metode pendinginan yang efektif seperti pendinginan semprot untuk meningkatkan efek pendinginan.
4) Mengadopsi pemotongan berkecepatan tinggi untuk mengurangi dampak pada mata pisau.
9. Pemasangan alat yang tidak tepat, seperti: alat potong dipasang terlalu tinggi atau terlalu rendah; pemotong penggilingan akhir mengadopsi penggilingan bawah asimetris, dll.
Penanggulangan: Instal ulang alat.
10. Kekakuan sistem proses terlalu buruk, menghasilkan getaran pemotongan yang berlebihan.
Penanggulangan:
1) Tingkatkan dukungan tambahan benda kerja untuk meningkatkan kekakuan penjepitan benda kerja.
2) Kurangi panjang alat yang menggantung.
3) Kurangi sudut belakang alat dengan benar.
4) Mengadopsi tindakan redaman lainnya.
11. Operasi yang tidak disengaja, seperti: saat pahat memotong dari tengah benda kerja, tindakannya terlalu keras; sebelum alat ditarik kembali, segera hentikan.
Penanggulangan: Perhatikan metode operasi.
06
Penyebab, karakteristik, dan langkah-langkah pengendalian built-up edge
1. Penyebab
Di bagian yang dekat dengan ujung tombak, di area kontak alat-serpih, karena gaya ke bawah yang besar, logam yang mendasari chip tertanam di puncak dan lembah mikroskopis yang tidak rata pada permukaan penggaruk, membentuk logam nyata untuk - kontak logam tanpa celah dan menyebabkan ikatan. , bagian dari area kontak pisau-serpihan ini disebut area ikatan. Di zona bonding, akan ada lapisan tipis material logam yang diendapkan pada rake face di bagian bawah chip. Bahan logam dari bagian chip ini telah mengalami deformasi yang parah dan akan diperkuat pada suhu pemotongan yang sesuai. Dengan aliran chip yang terus menerus, di bawah tekanan aliran pemotongan berikutnya, lapisan material stagnasi ini akan tergelincir relatif terhadap lapisan atas chip dan pergi, menjadi dasar tepi yang terbentuk. Selanjutnya, lapisan kedua dari bahan pemotongan yang stagnan akan terbentuk di atasnya, dan lapisan yang terus menerus ini akan membentuk tepi yang bertumpuk.
2. Karakteristik dan pengaruhnya terhadap proses pemotongan
1) Kekerasannya 1,5~2.0 kali lebih tinggi dari bahan benda kerja. Ini dapat menggantikan permukaan penggaruk untuk memotong, dan memiliki efek melindungi ujung tombak dan mengurangi keausan permukaan penggaruk. Namun, saat tepi yang terpasang lepas, serpihan mengalir melalui area kontak pahat-benda kerja. Menyebabkan keausan pahat pahat.
2) Setelah tepi built-up terbentuk, sudut rake kerja alat meningkat secara signifikan, yang memainkan peran positif dalam mengurangi deformasi chip dan gaya potong.
3) Karena tepi yang tersusun menonjol keluar dari tepi potong, kedalaman pemotongan sebenarnya meningkat, yang memengaruhi akurasi dimensi benda kerja.
4) Tepian yang terbentuk akan menyebabkan fenomena "alur" pada permukaan benda kerja, yang akan memengaruhi kekasaran permukaan benda kerja.
5) Pecahan-pecahan tepi yang menumpuk akan melekat atau melekat pada permukaan benda kerja sehingga menimbulkan bintik-bintik keras, yang akan mempengaruhi kualitas permukaan benda kerja yang diproses.
Dari analisa di atas terlihat bahwa built-up edge kurang baik untuk pemotongan, terutama untuk finishing.
3. Tindakan pengendalian
Pembentukan tepi yang menumpuk dapat dihindari dengan tidak mengikat atau mengubah bentuk dan memperkuat bahan dasar chip dan muka penggaruk. Untuk hari ini, langkah-langkah berikut dapat diambil.
1) Kurangi kekasaran permukaan penggaruk.
2) Tingkatkan sudut penggaruk alat.
3) Kurangi ketebalan pemotongan.
4) Gunakan pemotongan kecepatan rendah atau pemotongan kecepatan tinggi untuk menghindari kecepatan pemotongan yang mudah membentuk pinggiran yang menumpuk.
5) Lakukan perlakuan panas yang tepat pada material benda kerja untuk meningkatkan kekerasannya dan mengurangi plastisitasnya.
6) Gunakan cairan pemotongan dengan sifat anti-ikatan yang baik (seperti cairan pemotongan tekanan ekstrim yang mengandung belerang dan klorin).
