Anlaşılması gereken bir makale! CNC işlemede yaygın takım sorunları ve karşı önlemler!

İşleme merkezleri için kesici takımlar, işleme süreci sırasında hasara, aşınmaya ve ufalanmaya neden olabilecek sarf malzemeleridir. Bu olaylar kaçınılmazdır ancak bilimsel olmayan ve standart dışı işlemler, uygunsuz bakım vb. gibi kontrol edilebilir nedenler de vardır. Yalnızca temel nedeni bularak sorunu daha iyi çözebiliriz.
bir
Alet hasarının tezahürü
1) Son teknoloji mikro çöküş
Malzeme yapısı, sertliği ve iş parçasının marjı eşit olmadığında, ön açı çok büyük olur, bu da düşük kesme kenarı mukavemetine, proses sisteminin yetersiz sertliğine neden olarak titreşime veya aralıklı kesmeye ve zayıf taşlama kalitesine, kesici kenarın bozulmasına neden olur. mikro çökmeye yani kenar bölgesinde küçük çökmeye, çentik veya soyulmaya eğilimlidir. Bu durum meydana geldikten sonra alet kesme kabiliyetinin bir kısmını kaybedecek ancak yine de çalışmaya devam edebilecektir. Daha fazla kesme işlemi sırasında kesici kenar alanının hasarlı kısmı hızla genişleyerek daha büyük hasara yol açabilir.

2) Kesici kenar veya uç kırılması
Bu tür hasarlar genellikle kesici kenarda mikro talaş oluşmasına veya mikro talaşın daha da gelişmesine neden olmaktan daha şiddetli kesme koşulları altında meydana gelir. Kırığın boyutu ve aralığı mikro kırıklardan daha büyük olduğundan aletin kesme kabiliyetini tamamen kaybetmesine ve işi sonlandırmak zorunda kalmasına neden olur. Bıçak ucunun kırılması durumuna çoğu zaman uçtan düşme denir.
3) Bıçak veya aletin kırılması
Kesme koşulları aşırı sert olduğunda, kesme miktarı çok fazla olduğunda, darbe yükü oluştuğunda ve bıçakta veya takım malzemesinde mikro çatlaklar oluştuğunda. Kaynak ve taşlama nedeniyle bıçakta oluşan artık gerilim ve dikkatsiz kullanım nedeniyle bıçağın veya aletin kırılmasına neden olabilir. Bu tür bir hasar meydana geldikten sonra alet kullanılmaya devam edilemez ve bu nedenle hurdaya çıkarılır.
4) Bıçak yüzeyinin soyulması
Yüksek TiC içeriğine sahip sert alaşımlar, seramikler, PCBN vb. gibi yüksek kırılganlığa sahip malzemeler için, yüzey yapısındaki kusurlar veya potansiyel çatlaklar veya kaynak ve taşlama nedeniyle yüzeyde kalan gerilim nedeniyle yüzey soyulması eğilimlidir. kesme işlemi yeterince stabil olmadığında veya takım yüzeyi değişken temas gerilimine maruz kaldığında meydana gelir. Ön bıçak yüzeyinde soyulma, arka bıçak yüzeyinde ise bıçaklanma meydana gelebilir. Soyma malzemesi geniş bir soyma alanına sahip pullar halindedir. Kaplamalı kesici takımların soyulma olasılığı yüksektir. Bıçağın hafif soyulmasından sonra çalışmaya devam edebilir, ancak şiddetli soyulduktan sonra kesme yeteneğini kaybeder.
5) Kesici parçaların plastik deformasyonu
Takım çeliği ve yüksek hız çeliği, düşük mukavemet ve sertliklerinden dolayı kesme alanlarında plastik deformasyona uğrayabilir. Sert alaşımlar yüksek sıcaklık ve üç eksenli basınç gerilimi altında çalışırken, yüzeyde plastik akışı da meydana gelebilir ve hatta kesici kenarda veya takım ucunda plastik deformasyona neden olarak çökmeye neden olabilir. Çökme genellikle büyük miktarda malzemenin kesilmesi ve sert malzemelerin işlenmesi sırasında meydana gelir. TiC bazlı sert alaşımın elastik modülü, WC bazlı sert alaşımın elastik modülünden daha küçüktür, dolayısıyla birincisi, plastik deformasyona veya hızlı arızaya karşı hızlandırılmış bir dirence sahiptir. PCD ve PCBN genellikle plastik deformasyon göstermez.
6) Bıçakların sıcak çatlaması
Kesici takım alternatif mekanik ve termal yüklere maruz kaldığında, kesici parçanın yüzeyi kaçınılmaz olarak tekrarlanan termal genleşme ve büzülme nedeniyle alternatif termal gerilime maruz kalır ve bu da bıçağın yorulmasına ve çatlamasına neden olur. Örneğin, yüksek hızlı frezeleme için sert alaşımlı bir freze takımı kullanıldığında, kesici dişler sürekli olarak periyodik darbelere ve değişken termal gerilimlere maruz kalır, bu da ön kesme yüzeyinde tarak şeklinde çatlaklara neden olur. Bazı kesici takımlarda belirgin alternatif yükler ve gerilimler olmayabilir, ancak yüzeyin ve iç katmanların tutarsız sıcaklığı nedeniyle termal gerilim de meydana gelecektir. Ayrıca kesici takımın malzemesinde de kaçınılmaz olarak kusurlar vardır ve bu nedenle bıçakta çatlaklar da oluşabilir. Çatlaklar oluştuktan sonra alet bazen bir süre daha çalışmaya devam edebilir, bazen de çatlaklar hızla genişleyerek bıçağın kırılmasına veya kesme yüzeyinin ciddi şekilde soyulmasına neden olabilir.
iki
Alet aşınmasının nedenleri
1) Aşındırıcı aşınma
İşlenen malzemede genellikle, aşındırıcı zımparalama hasarı olarak adlandırılan, aletin yüzeyindeki olukları çizebilecek, son derece yüksek sertliğe sahip küçük parçacıklar bulunur. Aşınma aşınması tüm yüzeylerde mevcut olup, en belirgin olanı ön bıçak yüzeyidir. Ayrıca kenevir malzemesinin aşınması çeşitli kesme hızlarında meydana gelebilir, ancak düşük hızlı kesme için düşük kesme sıcaklığı nedeniyle diğer nedenlerden kaynaklanan aşınma önemli değildir, dolayısıyla abrasif aşınma ana nedendir. Kesici takımın sertliği ne kadar düşük olursa, aşındırıcı hasar da o kadar şiddetli olur.
2) Soğuk kaynak aşınması
Kesme sırasında iş parçası, kesme yüzeyi ve ön ve arka kesme yüzeyleri arasında önemli bir basınç ve güçlü sürtünme oluşur ve bu da soğuk kaynağa neden olur. Sürtünme çiftleri arasındaki göreceli hareket nedeniyle soğuk kaynak kopmaya neden olacak ve bir taraftan sürüklenerek soğuk kaynak aşınmasına neden olacaktır. Soğuk kaynak aşınması genellikle orta kesme hızlarında daha şiddetlidir. Deneylere göre kırılgan metaller, soğuk kaynağa karşı plastik metallere göre daha güçlü bir dirence sahiptir; Çok fazlı metaller tek yönlü metallerden daha küçüktür; Metal bileşikleri, elementel malzemelerle karşılaştırıldığında soğuk kaynağa karşı daha düşük bir eğilime sahiptir; Kimyasal elementlerin periyodik tablosunda B grubu elementlerin demir ile soğuk kaynak yapma eğilimi azdır. Yüksek hız çeliği ve sert alaşımın düşük hızda kesilmesi sırasında soğuk kaynak daha şiddetli olur.
3) Difüzyon aşınması
Yüksek sıcaklıklarda kesme işlemi sırasında ve iş parçası ile takım arasındaki temas sırasında, her iki taraftaki kimyasal elementler katı halde birbirleriyle yayılarak aletin bileşimini ve yapısını değiştirerek aletin yüzeyini kırılgan hale getirir ve durumu kötüleştirir. alet aşınması. Yayılma olgusu her zaman yüksek derinlik gradyanına sahip nesnelerin düşük derinlik gradyanına sahip nesnelere doğru yayılmaya devam etmesini sağlar.
Örneğin, sert alaşımlardaki kobalt 800 derecede hızla talaşlara ve iş parçalarına yayılırken, WC tungsten ve karbona ayrışarak çeliğe yayılır; PCD kesici takımlar çelik ve demir malzemeleri kesmek için kullanıldığında, kesme sıcaklığı 800 derecenin üzerinde olduğunda, PCD'deki karbon atomları yeni alaşımlar oluşturmak için iş parçasının yüzeyine büyük bir difüzyon kuvveti ile aktarılacak ve takım yüzeyi grafitleştirildi. Kobalt ve tungsten daha şiddetli şekilde yayılırken, titanyum, tantal ve niyobyum daha güçlü anti difüzyon özelliklerine sahiptir. Bu nedenle YT tipi sert alaşımlar iyi aşınma direncine sahiptir. Seramik ve PCBN'yi keserken, 1000 derece -1300 dereceye kadar yüksek sıcaklıklarda difüzyon aşınması önemli değildir. Aynı malzemeden dolayı iş parçaları, talaşlar ve kesici takımlar, kesme sırasında temas alanında termoelektrik potansiyel üretecek, bu da difüzyonu teşvik edecek ve takımın aşınmasını hızlandıracaktır. Termoelektrik potansiyelin etkisi altındaki bu tür difüzyon aşınmasına "termoelektrik aşınma" denir.
4) Oksidatif aşınma
Sıcaklık yükseldiğinde aletin yüzeyi oksitlenir ve daha yumuşak oksitler üretir; bunlar talaşlar tarafından sürtünür ve oksidasyon aşınması adı verilen aşınmayı oluşturur. Örneğin, 700 derece ila 800 derece sıcaklık aralığında, gazdaki oksijen, sert alaşımlardaki kobalt, karbürler, titanyum karbür vb. ile reaksiyona girerek daha yumuşak oksitler oluşturur; PCBN 1000 derecede su buharı ile kimyasal reaksiyona girer.

üç
Bıçağın aşınma şekli
1) Ön bıçak yüzeyinde hasar
Plastik malzemeleri yüksek hızda keserken, ön kesici kenardaki kesme kuvvetine yakın alan, talaşların etkisi altında hilal çukuru aşınması olarak da bilinen hilal çukurları şeklinde aşınacaktır. Aşınmanın erken aşamasında, takımın eğim açısı artar, bu da kesme koşullarını iyileştirir ve talaşların kıvrılmasına ve kırılmasına olanak sağlar. Bununla birlikte, hilal şeklindeki çöküntü daha da arttığında kesme kenarının mukavemeti büyük ölçüde zayıflar ve bu da sonuçta kesme kenarının kırılmasına ve hasar görmesine neden olabilir. Daha düşük kesme hızlarında ve daha ince kesme kalınlıklarında kırılgan malzemeleri veya plastik malzemeleri keserken genellikle hilal şeklinde aşınma olmaz.
2) Bıçak ucunun aşınması
Takım ucunun aşınması, takım ucu yayının arka yüzündeki ve takımın arka yüzündeki aşınmanın devamı olan bitişik ikincil arka yüzündeki aşınmayı ifade eder. Buradaki zayıf ısı dağılımı koşulları ve stres konsantrasyonu nedeniyle aşınma oranı arka kesme yüzeyinden daha hızlıdır. Bazen ikincil arka kesme yüzeyinde ilerleme hızına eşit aralıklarla bir dizi küçük oluk oluşur ve buna oluk aşınması denir. Bunlar çoğunlukla işlenmiş yüzeydeki sertleşmiş tabaka ve kesme desenlerinden kaynaklanır. İşlenmesinde sertleşme eğilimi yüksek, kesilmesi zor malzemeleri keserken, büyük olasılıkla oluk aşınmasına neden olur. Takım ucunun aşınması, iş parçasının yüzey pürüzlülüğü ve işleme doğruluğu üzerinde en büyük etkiye sahiptir.
3) Arka bıçak aşınması
Büyük kesme kalınlığına sahip plastik malzemeleri keserken, talaş birikintilerinin varlığı nedeniyle aletin arka yüzü iş parçasıyla temas etmeyebilir. Ayrıca arka kesme yüzeyi genellikle iş parçasıyla temas ederek arka kesme yüzeyinde 0 arka açısına sahip bir aşınma bandı oluşturur. Genel olarak, kesici kenarın çalışma uzunluğunun ortasında, arka yüzdeki aşınma nispeten tekdüzedir, dolayısıyla arka yüzdeki aşınma derecesi, kesici kenarın arka yüzündeki aşınma bandının VB genişliği ile ölçülebilir. bu bölümde son teknoloji.
Çeşitli kesici takım türlerinin, özellikle kırılgan malzemeleri veya daha küçük kesme kalınlıklarına sahip plastik malzemeleri keserken, farklı kesme koşulları altında neredeyse her zaman arka yüz aşınmasına maruz kalması nedeniyle, takımın aşınması esas olarak arka yüz aşınmasıdır. Ayrıca, aşınma bandı VB'nin genişliğinin ölçümü nispeten basittir, dolayısıyla VB genellikle takımın aşınma derecesini temsil etmek için kullanılır. VB ne kadar büyük olursa, yalnızca kesme kuvvetini arttırmakla ve kesme titreşimine neden olmakla kalmaz, aynı zamanda takım ucu yayındaki aşınmayı da etkileyerek işleme doğruluğunu ve yüzey kalitesini etkiler.

dört
Alet hasarını önleme yöntemleri
1) İşlenen malzemelerin ve parçaların özelliklerine göre takım malzemelerinin türlerini ve derecelerini makul bir şekilde seçin. Belirli bir sertliğe ve aşınma direncine sahip olmak şartıyla takım malzemesinin gerekli tokluğa sahip olmasını sağlamak gerekir.
2) Kesici takımın geometrik parametrelerini makul bir şekilde seçin. Ön ve arka açıları, ana ve yardımcı sapma açılarını, bıçak eğim açılarını ve diğer açıları ayarlayarak; Kesici kenarın ve ucun iyi bir dayanıklılığa sahip olduğundan emin olun. Kesici kenardaki negatif pahların taşlanması, takımın kırılmasını önlemek için etkili bir önlemdir.
3) Kaynak ve taşlamanın kalitesini sağlayın ve zayıf kaynak ve taşlamanın neden olduğu çeşitli kusurları önleyin. Temel işlemlerde kullanılan kesici takımlar, yüzey kalitesini iyileştirmek için taşlanmalı ve çatlak olup olmadığı kontrol edilmelidir.
4) Aletin hasar görmesini önlemek amacıyla aşırı kesme kuvvetini ve yüksek kesme sıcaklığını önlemek için kesme miktarını makul şekilde seçin.
5) Proses sisteminin sağlamlığının iyi olmasını sağlamaya ve titreşimi mümkün olduğunca azaltmaya çalışın.
6) Doğru çalıştırma yöntemini kullanın ve aletin yükteki ani değişikliklere dayanma yeteneğini en aza indirmeye çalışın.
beş
Alet kırılmasının nedenleri ve karşı önlemler
1. Bıçak kalınlığının çok ince olması veya kaba işleme sırasında çok sert veya çok kırılgan bir markanın seçilmesi gibi bıçak markasının ve özelliklerinin yanlış seçilmesi.
Karşı önlem: Bıçağın kalınlığını artırın veya bıçağı dikey olarak monte edin ve bükülme mukavemeti ve tokluğu daha yüksek bir marka seçin.
2. Takım geometrisi parametrelerinin yanlış seçilmesi (büyük ön ve arka açılar vb. gibi).
Karşı önlemler:
Kesici takımları yeniden tasarlamaya aşağıdaki yönlerden başlayabilirsiniz.
1) Ön ve arka köşeleri uygun şekilde azaltın.
2) Daha büyük bir negatif bıçak eğim açısı kullanın.
3) Ana sapma açısını azaltın.
4) Daha büyük negatif pahlar veya bıçak yayları kullanın.
5) Takım ucunu geliştirmek için geçiş kesici kenarının taşlanması.
3. Bıçağın kaynak işlemi yanlıştır ve aşırı kaynak gerilimine veya kaynak çatlaklarına neden olur.
Karşı önlemler:
1) Üç taraflı kapalı bıçak oluğu yapısını kullanmaktan kaçının.
2) Doğru lehim seçimi.
3) Kaynağı ısıtmak için oksiasetilen alevi kullanmaktan kaçının ve iç gerilimi ortadan kaldırmak için kaynak sonrasında yalıtımı koruyun.
4) Mümkün olduğunca mekanik kenetleme yapılarını kullanmaya çalışın
4. Uygun olmayan taşlama yöntemleri taşlama stresine ve çatlaklara neden olabilir; Taşlama sonrasında PCBN freze kesicisi dişlerinin aşırı titreşimi, bireysel dişlerde aşırı yüke neden olabilir ve ayrıca takımın kırılmasına neden olabilir.
Karşı önlemler:
1) Taşlama için aralıklı taşlama veya elmas taşlama diski kullanın.
2) Daha yumuşak bir taşlama taşı seçin ve tekerleği keskin tutmak için düzenli olarak düzeltin.
3) Bıçağın taşlama kalitesine dikkat edin ve freze kesicisinin dişlerinin titreşimini sıkı bir şekilde kontrol edin.
5. Kesim miktarı seçiminin mantıksız olması. Miktar çok büyükse takım tezgahı sıkışabilir; Aralıklı kesim yaparken kesme hızı çok yüksek, ilerleme hızı çok büyük ve boşluk payı eşit olmadığında kesme derinliği çok küçük; Yüksek manganlı çelik gibi işlenerek sertleşme eğilimi yüksek olan malzemeleri keserken ilerleme hızı çok düşüktür.
Karşı önlem: Yeni bir kesme miktarı seçin.
6. Mekanik kenetleme tipi kesici takımlarda oluğun alt yüzeyinin düzgün olmaması veya bıçağın aşırı uzaması gibi yapısal nedenler.
Karşı önlemler:
1) Bıçak oluğunun alt yüzeyini kesin.
2) Kesme sıvısı memelerinin konumunu makul şekilde düzenleyin.
3) Sertleştirilmiş alet tutucusu için bıçağın altına sert alaşımlı bir conta ekleyin.
7. Aşırı takım aşınması.
Karşı önlem: Takımı veya kesici kenarı zamanında değiştirin.
Yetersiz kesme sıvısı akışı veya yanlış doldurma yöntemi bıçağın aniden ısınmasına ve çatlamasına neden olabilir.
Karşı önlemler:
1) Kesme sıvısının akış hızını artırın.
2) Kesme sıvısı memelerinin konumunu makul şekilde düzenleyin.
3) Soğutma etkisini artırmak için sprey soğutma gibi etkili soğutma yöntemleri kullanın.
4) Bıçak üzerindeki etkiyi azaltmak için * kesmeyi kullanın.
9. Kesici takımların çok yükseğe veya çok alçak monte edilmesi gibi kesici aletlerin yanlış takılması; Uç yüzey frezeleme takımı, asimetrik ileri frezeleme ve diğer yöntemleri kullanır.
Karşı önlem: Kesici takımları yeniden takın.
10. Proses sisteminin sertliği çok zayıf, bu da aşırı kesme titreşimine neden oluyor.
Karşı önlemler:
1) İş parçasının yardımcı desteğini artırın ve iş parçası kelepçesinin sertliğini artırın.
2) Takımın kullanma uzunluğunu azaltın.
3) Aletin arka açısını uygun şekilde azaltın.
4) Diğer titreşim azaltma önlemlerini benimseyin.
11. Aletin iş parçasının ortasını kesmesi durumunda aşırı kuvvet uygulanması gibi hatalı işlem; Bıçağı geri çekmeden önce aracı durdurun.
Karşı önlem: Çalıştırma yöntemlerine dikkat edin.
altı
Enkaz birikimi tümörlerinin nedenleri, özellikleri ve kontrol önlemleri
1. Oluşum nedeni
Takım talaşı temas alanı içindeki kesme kenarına yakın kısımda, aşağıya doğru yüksek basınç nedeniyle, talaşların altındaki metal, ön kesme yüzeyindeki mikro düzensiz tepeler ve çukurlara gömülerek gerçek bir metal-metal teması oluşturur. boşluksuz ve bağlanma fenomeni üreten. Takım talaşı temas alanının bu kısmına bağlanma alanı denir. Bağlanma bölgesinde, talaşların alt tabakasındaki ön kesme yüzeyinde ince bir metal malzeme tabakası birikecek ve talaşların bu kısmının metal malzemesi, uygun kesme sıcaklığında ciddi deformasyona ve güçlendirmeye uğrayacaktır. Talaşlar dışarı akmaya devam ettikçe, sonraki kesme akışının itme kuvveti altında, bu durgun malzeme tabakası talaşların üst tabakasına göre kayacak ve ayrılarak talaş birikim yığınının temeli haline gelecektir. Daha sonra bunun üzerinde sürekli olarak biriken ve talaş nodülleri oluşturan ikinci bir histerezis kesme malzemesi tabakası oluşacaktır.
2. Özellikler ve bunların kesme işlemine etkisi
1) Sertlik, iş parçası malzemesinin sertliğinden 1.5-2.0 kat daha yüksektir ve kesim için ön kesme yüzeyinin yerini alabilir. Kesici kenarı koruma ve ön kesme yüzeyinin aşınmasını azaltma işlevine sahiptir. Ancak döküntüler düştüğünde takım ile iş parçası arasındaki temas alanından akarak takımın arka kesme yüzeyinde aşınmaya neden olur.
2) Talaş birikintilerinin oluşmasından sonra takımın çalışma talaş açısı önemli ölçüde artar, bu da talaş deformasyonunun ve kesme kuvvetinin azaltılmasında olumlu bir rol oynar.
3) Kesme kenarının dışına taşan talaşların birikmesi nedeniyle gerçek kesme derinliği artar ve iş parçasının boyutsal doğruluğu etkilenir.
4) Kalıntı birikmesi, iş parçasının yüzeyinde "sürülmeye" neden olabilir ve iş parçasının yüzey pürüzlülüğünü etkileyebilir.
5) Birikmiş döküntü parçaları iş parçasının yüzeyine yapışabilir veya gömülebilir, bu da sert noktalara neden olabilir ve iş parçasının işlenmiş yüzeyinin kalitesini etkileyebilir.
Yukarıdaki analizden, talaş birikiminin kesme için, özellikle de hassas işleme için elverişsiz olduğu görülebilir.
3. Kontrol önlemleri
Talaş birikintilerinin oluşumunu önlemek için, talaş alt tabaka malzemesi ile ön kesme yüzeyi arasındaki bağlanmayı veya deformasyonun güçlenmesini önlemek için aşağıdaki önlemler alınabilir.
1) Ön bıçak yüzeyinin pürüzlülüğünü azaltın.
2) Aletin ön açısını artırın.
3) Kesme kalınlığını azaltın.
4) Talaş birikmesine neden olabilecek kesme hızlarından kaçınmak için düşük hızlı kesme veya yüksek hızlı kesme kullanın.
5) Sertliğini arttırmak ve plastisiteyi azaltmak için iş parçası malzemesine uygun şekilde ısıl işlem uygulayın.
6) İyi yapışma önleyici özelliklere sahip kesme sıvıları kullanın (kükürt ve klor içeren aşırı basınçlı kesme sıvıları gibi).